Een flat-plate collector is een type zonnecollector dat wordt gebruikt om zonne-energie om te zetten in thermische energie (warmte). Deze collectoren worden vaak gebruikt in zonneboilersystemen voor het verwarmen van water voor huishoudelijk gebruik, zwembaden of voor ruimteverwarming.

Structuur en werking van een flat-plate collector:

1. Absorberende plaat: Dit is het belangrijkste onderdeel van de collector. Het is een plat, donkergekleurd oppervlak dat zonlicht absorbeert en omzet in warmte. Deze plaat is vaak gemaakt van koper of aluminium omdat deze materialen een hoge thermische geleidbaarheid hebben.
2. Transparante afdekking: Boven de absorberende plaat bevindt zich een transparante afdekking, meestal gemaakt van glas of helder plastic. Deze afdekking laat zonlicht door naar de absorberende plaat en helpt tegelijkertijd om de opgevangen warmte vast te houden, waardoor het zogenaamde “broeikaseffect” ontstaat.
3. Isolatie: De achterkant en zijkanten van de collector zijn geïsoleerd om warmteverlies aan de omgeving te minimaliseren.
4. Leidingen: Door de collector lopen buizen of leidingen waarin een vloeistof (water of een antivriesoplossing) stroomt. Wanneer deze vloeistof door de collector circuleert, wordt het verwarmd door de absorberende plaat.
5. Behuizing: Al deze componenten zijn ingesloten in een weerbestendige behuizing, meestal gemaakt van metaal of kunststof.

Werking:

1. Zonlicht valt op de transparante afdekking van de collector.
2. Het zonlicht gaat door de afdekking en wordt geabsorbeerd door de donkere absorberende plaat, die het omzet in warmte.
3. De vloeistof die door de leidingen van de collector circuleert, neemt deze warmte op.
4. De verwarmde vloeistof wordt vervolgens getransporteerd naar een opslagtank of direct gebruikt, afhankelijk van het systeemontwerp.

Voordelen van flat-plate collectors:

1. Eenvoudig en robuust ontwerp: Ze hebben weinig bewegende delen, wat de kans op defecten vermindert.
2. Kosteneffectief: In vergelijking met andere typen zonnecollectoren, zoals vacuümbuiscollectoren, zijn ze vaak goedkoper.
3. Veelzijdigheid: Ze kunnen zowel horizontaal als verticaal worden gemonteerd en zijn geschikt voor een breed scala aan toepassingen.

Nadelen:

1. Minder efficiënt bij lage temperaturen: In koudere klimaten of tijdens koudere perioden kunnen ze minder efficiënt zijn dan andere typen collectoren, zoals vacuümbuiscollectoren.
2. Ruimte: Ze hebben een groter oppervlak nodig om dezelfde hoeveelheid energie te verzamelen in vergelijking met meer geconcentreerde systemen.

Flat-plate collectors zijn een beproefde technologie die al decennia wordt gebruikt en blijven een populaire keuze voor veel zonne-energietoepassingen wereldwijd.