Handboek Zonne-energie

k e nnisins t i t u u t

Handboek HBze

Zonne-energie Bouwkundige- en installatietechnische richtlijnen voor zonne-energiesystemen

vo o r d e ins t a l l a t i e s e c t o r

ISSO-handboek HBze

Zonne-energie Bouwkundige- en installatietechnische richtlijnen voor zonne-energiesystemen

ISBN: 978-90-5044-229-9

INHOUDSOPGAVE ISSO-kontaktgroep 09-103

1

2

Samenvatting

11

Afkortingen

13

Symbolenlijst

15

Begrippenlijst

17

Inleiding

33

1.1

Afbakening

33

1.2

Doelgroepen

33

1.3

Structuur

33

1.4

Leeswijzer

33

1.5

Normenoverzicht

35

1.5.1

Algemene normen

35

1.5.2

Zonnestroom normen

35

1.5.3

Zonnewarmte normen

38

1.5.4

Bouwkundige normen

39

Programma van eisen

41

2.1

Inleiding

41

2.2

Initiatiefgesprek met de opdrachtgever

41

2.2.1

IdeĂŤle motivaties

42

2.2.2

Verplichtingen

42

2.2.3

Zakelijke redenen

43

2.3

2.4 3

Haalbaarheidsstudie

43

2.3.1

Aandachtsgebieden voor beschouwing haalbaarheid

43

2.3.2

Zonnestroom in cijfers

47

2.3.3

Zonnewarmte in cijfers

51

2.3.4

Overige prestatie-indicatoren

54

2.3.5

FinanciĂŤle en economische beschouwing

54

2.3.6

Beoordeling haalbaarheid

54

2.3.7

Technische haalbaarheid

54

Projectdefinitie/PVE

54

Ontwerp zonnestroominstallaties

61

3.1

Inleiding

61

3.2

Ontwerp van een netgekoppelde pv-installatie

61

3.2.1

Algemeen

61

3.2.2

Kenmerken van een PV-array

62

3.2.3

Stappenplan

64

3.2.4

Aarding

69

3.2.5

Bliksembeveiliging

70

3.2.6

Bescherming tegen overspanning

71

3.3

ISSO-handboek HBze

9

Beoordeling ontwerp op haalbaarheid

72

3

Zonne-energie

4

Ontwerpfase zonnewarmtesystemen

75

4.1

76

4.2

5

Ontwerp 4.1.1

Zonnewarmte voor een huishouden

77

4.1.2

Grote warmwatersystemen

85

4.1.3

Verwarming zwembadbassinwater

96

4.1.4

Lucht als warmtetransportmedium

99

4.1.5

Zonnewarmte en warmtepompcombinaties

101

4.1.6

Koeling met zonnewarmte

103

Beoordeling voorontwerp en haalbaarheid

103

4.2.1

Legionellapreventie

103

4.2.2

Vaststelling haalbaarheid

104

Ontwerp bouwkundige aspecten

109

5.1

Inleiding

109

5.2

Keuze zonne-energiesysteem

109

5.2.1

Algemeen

109

5.2.2

Plat dak (of hellend met een gesloten dakbedekking)

109

5.2.3

Hellende daken (dakpannen)

5.3 5.4

5.5

111

Inpandige bouwkundige installatietechnische consequenties

112

Systeemindeling (montagewijze)

112

5.4.1

112

Montagewijze 1

5.4.2

Montagewijze 2, 3 en 4

113

5.4.3

Montagewijze 5

114

Ontwerprichtlijnen

114

5.5.1

Nederlandse bouwregelgeving

114

5.5.2

Constructieve veiligheid

118

5.5.3

Inwendige condensatie

118

5.5.4

Temperatuurinvloed

120

5.5.5

Eisen met betrekking tot brandveiligheid

120

5.5.6

Eisen met betrekking tot geluid

120

5.5.7

Eisen met betrekking tot waterdichtheid en temperatuurfactor van het binnenoppervlak

120

5.5.8

Eisen met betrekking tot de thermische isolatie en luchtdoorlatendheid

121

5.5.9

Toegepaste materialen

121

5.5.10 Aanvullende ontwerprichtlijnen hellende daken afgewerkt met dakpannen

121

5.5.11 Aanvullende ontwerprichtlijnen platte daken (of hellend met gesloten dakbedekking)

123

5.5.12 Permanente valbeveiliging 6

127

6.1

Inleiding

127

6.2

Bestekplan

127

6.3

Aanbesteding

127

6.4

Engineering zonnestroom

127

6.5

ISSO-handboek HBze

126

Uitwerkingsfase

6.4.1

Selectie en plaatsing van de modules

128

6.4.2

Selectie en plaatsing van de omvormer(s)

128

6.4.3

DC-bekabeling

128

6.4.4

Netinpassing en AC-bekabeling

128

6.4.5

Overige aspecten

129

Engineering zonnewarmte

129

6.5.1

Selectie componenten

130

6.5.2

Ontwerp opslagvat

130

6.5.3

Het collectorcircuit

131

6.5.4

Het distributiecircuit (naverwarming)

144

4

Zonne-energie

6.6

6.7 7

150

6.6.2

Montagewijze 2: opbouwsysteem

150

6.6.3

Montagewijze 3: los geplaatst (eventueel met ballast) op plat dak

150

6.4.4

Montagewijze 4: gecombineerd met flexibele dakbedekking

150

6.6.5

Montagewijze 5: zonnewarmtesysteem opgenomen in de dakisolatie onder de flexibele dakbedekking

151

Opstellen offerte

151

Realisatie zonnestroominstallatie

155

Inleiding

155

7.2

Werkvoorbereiding

155

7.3

Tips bij het monteren van PV-systemen

155

7.4

De plaatsing van de omvormer

155

7.5

DC bekabeling

156

7.5.1

Afwijking van standaard situaties

156

7.5.2

Wijze van aanleg

157

7.5.3

Kabelcodering

158

Aansluiting op de laagspanningsinstallatie

159

7.6.1

Aansluiting via een afzonderlijke groep

159

7.6.2

Aansluiting op een verbruiksgroep

159

7.7

Aarding

160

7.8

Bliksembeveiliging

160

7.9

Veilig werken met PV-systemen

160

7.10

Oplevering

161

7.11

7.10.1 Inleiding

161

7.10.2 Controle van het PV-systeem

161

7.10.3 Elektrotechnische controle

161

In bedrijfstelling formulier PV-installatie

162

Realisatie zonnewarmte-installatie

163

8.1

Werkvoorbereiding

163

8.2

Uitvoering

164

8.2.1

Collectormontage

164

8.2.2

Plaatsen van het opslagvat

164

8.2.3

Het collectorcircuit

165

8.2.4

Montage van de regeling

167

8.2.5

Tapwaterzijdige aansluitingen

168

8.3

ISSO-handboek HBze

149

Montagewijze 1: ge誰ntegreerd in de gebouwschil

7.1

7.6

8

Engineering bouwkundig 6.6.1

8.2.6

Controle op werkzaamheden

168

8.2.7

Milieuaspecten

168

8.2.8

In bedrijf stellen van het zonneboilersysteem

168

Oplevering

170

8.3.1

Eerste oplevering

170

8.3.2

Instructie

171

8.3.3

Tweede oplevering

171

5

Zonne-energie

9

Realisatie bouwkundige aspecten

173

9.1

Inleiding

173

9.2

Veilig werken op daken

173

9.2.1

Algemeen

173

9.2.2

Veiligheids- en gezondheidsplan

173

9.2.3

Veiligheidsvoorschriften

173

9.2.4

Asbest

174

9.3

10

176

9.4

Details

176

9.5

Bouwkundige uitvoeringsrichtlijnen

176

9.5.1

Montagewijze 1

176

9.5.2

Montagewijze 2

189

9.5.3

Montagewijze 3

207

9.5.4

Montagewijze 4

212

9.5.5

Montagewijze 5

221

Beheerfase

225

10.1

Inspectie

225

10.1.1 Zonnestroom

225

10.1.2 Zonnewarmte

226

Onderhoud

227

10.2.1 Zonnestroom

227

10.2.2 Zonnewarmte

228

10.2

10.3

10.4

10.5 11

Controle dak/acceptatie ondergrond

10.2.3 Bouwkundige zaken

228

Energetische controle (monitoring)

229

10.3.1 Zonnestroom

229

10.3.2 Zonnewarmte

232

Foutopsporing

233

10.4.1 Zonnestroom

233

10.4.2 Zonnewarmte

234

Einde levensduur

234

MKK-structuur

235

11.1

235

Opzet MKK 11.1.1 Fases

235

11.1.2 Kwaliteitbeheeraspecten

236

11.1.3 Matrix

236

11.2

Overzicht ingevulde cellen

238

11.3

Celinhoud en specificatiebladen

238

11.4

Opbouw specificatiebladen

242

Specificatiebladen

243

I.

Programmafase

243

I.0-1

Programma van eisen

243

I.0-2

Randvoorwaarden

244

I.2-1

Uitwisseling informatie

245

I.3-1

Eisen

246

I.4-1

Middelen

247

I.8-1

Rapportage

248

ISSO-handboek HBze

6

Zonne-energie

II.

Ontwerpfase

249

II.0-1

Randvoorwaarden PV

249

II.0-2

Randvoorwaarden thermisch

250

II.0-3

Randvoorwaarden bouwkundig

251

II.2-1

Uitwisseling informatie PV

252

II.2-2

Uitwisseling informatie thermisch

253

II.2-3

Uitwisseling informatie bouwkundig

254

II.3-1

Eisen PV

255

II.3-2

Eisen PV (aansluiting omvormer op laagspanninginstallatie)

256

II.3-3

Eisen PV (Aarden van PV-installatie)

257

II.3-4

Eisen PV (aansluiting omvormer op laagspanninginstallatie)

258

II.3-5

Eisen thermisch

259

II.3-6

Eisen bouwkundig

260

II.4-1

Middelen PV

261

II.4-2

Middelen thermisch

262

II.4-3

Middelen bouwkundig

263

II.8-1

Documentatie PV

264

II.8-2

Documentatie thermisch

265

II.8-3

Documentatie bouwkundig

266

III.

Uitwerkingsfase

267

III.0-1

Randvoorwaarden

267

III.2-1

Uitwisseling informatie

269

III.3-1

Eisen Algemeen

270

III.3-2

Eisen Zonnestroom

271

III.3-3

Eisen Zonnewarmte

272

III.4-1

Middelen

273

III.8-1

Documentatie

274

IV.

Realisatiefase

275

IV.0-1

Randvoorwaarden PV

275

IV.0-2

Randvoorwaarden thermisch

276

IV.0-3

Randvoorwaarden bouwkundig

277

IV.2-1

Uitwisseling informatie PV

278

IV.2-2

Uitwisseling informatie thermisch

279

IV.2-3

Uitwisseling informatie bouwkundig

280

IV.3-1

Eisen PV

281

IV.3-2

Eisen thermisch

282

IV.3-3

Eisen bouwkundig

283

IV.4-1

Middelen PV

284

IV.4-2

Middelen thermisch

285

IV.4-3

Middelen bouwkundig

286

IV.8-1

Documentatie PV

287

IV.8-2

Documentatie thermisch

288

IV.8-3

Documentatie bouwkundig

289

V.

Beheerfase

290

V.0-1

Randvoorwaarden

290

V.2-1

Uitwisseling informatie

291

V.3-1

Eisen

292

V.4-1

Middelen

293

V.8-1

Documentatie

294

ISSO-handboek HBze

7

Zonne-energie

Bijlage A

Prestatieparameters

295

Bijlage B

Zoninstraling

305

Bijlage C

Architectonische beoordeling

314

Bijlage D

Zonnecellen en modules

319

Bijlage E

Systeemverliezen van zonnestroominstallaties

331

Bijlage F

Schaduweffecten bij zonnestroominstallaties

335

Bijlage G

Omvormers voor netgekoppelde systemen

342

Bijlage H

Kabelberekeningen

354

Bijlage I

Voorbeeld uitvoering PV-installaties

356

Bijlage J

PV en brandweer

361

Bijlage K

Checklist inspectie zonnestroomsystemen

362

Bijlage L

Productkennis zonnewarmtetechniek

364

Bijlage M

Rekenprogramma's zonnewarmte

385

Bijlage N

Leidingberekening collectorcircuit

390

Bijlage O

Specifieke gegevens leidingen

394

Bijlage P

Isolatiematerialen

395

Bijlage Q

Vloeistofeigenschappen

396

Bijlage R

Vloeistoffen in contact met verschillende metalen

398

Bijlage S

Waterwerkbladen

400

Bijlage T

Checklist inspectie zonthermisch systeem

401

Bijlage U

Productkennis bouwkundige integratie

403

Bijlage V

Veilig werken op daken

424

Bijlage W

Referentiedetails

434

Literatuurlijst

468

ISSO-kennispartners

471

Organisaties die ISSO ondersteunen

472

ISSO-handboek HBze

8

Zonne-energie

ISSO-KONTAKTGROEP 09-103 De begeleiding van de realisatie van deze ISSO-uitgave is verzorgd door ISSO-kontaktgroep 09-103 'Handboek zonneenergie', die als volgt was samengesteld: De heer drs. E.J. Achterberg

Straightforward

De heer R. Altena

DWA Installatie- en Energieadvies

De heer ing. G. van Amerongen (rapporteur)

vA Consult

De heer D. Amling

SchĂźco Nederland B.V.

De heer drs. H. van den Berg

SMA Benelux

De heer I.J. van Bochove

Ubbink Nederland B.V.

De heer ir. L. Bosselaar

Agentschap NL

De heer ing. A.H.L. Brouwer

Enexis (namens Netbeheer Nederland)

De heer ir M.G.D.M. Cox

TU Eindhoven

De heer drs. J. Cromwijk

DWA Installatie- en Energieadvies

De heer ing. A.H.P. Derksen (projectcoĂśrdinator)

ISSO

De heer ir. ing. M.H.B. Driesser

Oskomera

De heer ing. E.E. Gramsbergen (rapporteur)

Gramsbergen Solar/RE-Source Solar

De heer ir. P.C.M. de Haan

Organisatie voor Duurzame Energie (ODE)

De heer ir. H. Haveman

Dijkoraad B.V.

De heer drs. M. L. Hillenius

Agentschap NL

De heer J. Hofland

Van der Heide Bliksembeveiliging B.V.

De heer B.J.M. van Kampen (co-rapporteur)

TNO Technical Sciences

Mevrouw ir. K. Keijzer

Agentschap NL

De heer dr. J.T.N. Kimman

Hogeschool Zuyd

De heer J.L.H Kouwenberg

A&T Dakadvies

De heer ing. A.J.M. Kranenburg

Icopal B.V.

De heer P. Kratz

Itho Daalderop

De heer drs. W. Ladiges

OTIB

De heer H.S.V. Laumans

Stichting Dakmeester

De heer J.C. van Leeuwen

Monier B.V.

De heer ir. P.H.J. Ligthart (voorzitter)

SBR/Ligthart Advies

De heer ing. B.A.P. van Lochem

Rivusol B.V.

De heer R. Luijsterburg

ROC Eindhoven

De heer ing. C.W. van der Meijden (rapporteur)

BDA Dakadvies B.V.

De heer ing. R.J. Oomen

Nefit B.V.

De heer B. van de Pol

BGA-Nederland

De heer ir. E.M.C.J. Quanjel

TU Eindhoven

De heer ing. R.Th.M. Reinders

VOLANTIS B.V. (namens NL-Ingenieurs)

De heer R. Steenmetz

Oranjedak

De heer R.E. van Tongeren

ID Energie (namens Uneto VNI)

De heer J.N.E. Ubaghs

Installatietechniek Sjef Ubaghs Ned (namens Uneto VNI)

De heer P. Verkaik

BDA Dak- en gevelopleidingen

De heer W. Verwer

Monier B.V.

De heer ir. H. Visser

ZON Energie Groep

De heer F.A. Vos

UNETO-VNI

De heer ing. S.J. Zijlmans

ZEN Renewables

De heer prof. dr. ir. R.J.Ch. van Zolingen

TU Eindhoven

De heer B. Zwanenburg

Woningborg N.V.

ISSO-handboek HBze

9

Zonne-energie

ISSO-handboek HBze

10

Zonne-energie

SAMENVATTING Dit handboek vervangt de ISSO-publicaties 14 (zonneboilers), 59 (grote zonneboilers) en 78 (zonnestroom). Beide aspecten van de toepassing van zonne-energiesystemen zijn nu in dit handboek samengebracht en de inhoud is verbreed en verdiept. Daarnaast zijn de bouwkundige aspecten die betrekking hebben op het kwalitatief goed monteren van zonne-energiesystemen integraal in dit handboek verwerkt.

De hoofdstukindeling van het handboek volgt de opeenvolgende processtappen bij het realiseren van een zonneenergieproject, nl: programmafase, ontwerpfase, uitwerkingsfase, realisatiefase en beheerfase (MKK). Voor elke van deze fasen wordt praktische informatie verstrekt over hoe te handelen en welke voorschriften en regelingen van toepassing zijn.

Zonnewarmte wordt behandeld in een toepassing als zonneboiler, zonneverwarming, zwembadverwarming, voor de verwarming van lucht, in combinatie met een warmtepomp en voor koeling.

Zonnestroom wordt met name voor netgekoppelde toepassingen behandeld, waarbij veel aandacht wordt gegeven aan aansluitvoorschriften. Het handboek beperkt zich tot installatie met een omvang die nog op een laagspanningsnet aangesloten worden. In de praktijk zal dat tot een paar honderd kW zijn.

Voor het eerst wordt nu ook het bouwkundige (buitendakse) deel van het werk op een professionele wijze behandeld.

Vijf verschillende montagewijzen worden hierbij als leidraad gebruikt. Natuurlijk worden ook de relevante voorschriften besproken.

De bijlagen geven een schat aan achtergrondinformatie en handige hulpmiddelen. Dit loopt uiteen van een methode voor het presenteren van de prestatie-indicatoren, via checklists en productkennis en bouwkundige detailuitwerkingen.

ISSO-handboek HBze

11

Zonne-energie