Zonnewarmte van zonnecollectoren salderen met een collectief opslagsysteem: de oplossing? Want waarom worden toch alle daken vol gelegd met zonnepanelen? Is dit allemaal subsidie gedreven of geeft dit het hoogste energetische rendement? Op de gemiddelde energierekening lijkt het aandeel elektriciteit vaak groter dan het in werkelijkheid is, want de energiebehoefte bestaat uit 80% warmte en maar 20% elektriciteit voor een gemiddeld huishouden. Is het daarom niet interessanter om, naast PV-panelen, ook met zonthermie direct de energie te produceren die het meeste nodig is? Zonnecollectoren kunnen namelijk wel 4 keer zoveel energie opwekken per vierkante meter dan PV-panelen.
Ruim 70% van het gasverbruik in de woningen sector wordt verbruikt door woningen met een hoog temperatuur verwarmingssysteem met energie label C of slechter. Om dit deel van het gasverbruik te verduurzamen zullen deze huizen flink moeten investeren in isolatie en een lage temperatuur afgifte systeem, zoals vloerverwarming, om een warmtepomp te kunnen gebruiken. Een ander alternatief is een duurzame warmtebron vinden met een hoge temperatuur zoals zonthermie waarbij isolatie en vloerverwarming wel helpen maar niet noodzakelijk zijn.
Er wordt veel gekeken naar biomassa en geothermie voor invulling van de warmtebehoefte, maar zonthermie heeft naar ons inzien een paar belangrijke kenmerken die andere technologieën niet hebben. Ten eerste is opschaling relatief makkelijk te realiseren door extra collectoren te plaatsen. Ten tweede er is geen afhankelijkheid van externe bronnen, zoals houtsnippers of restwarmte, want de energie wordt lokaal geproduceerd. Daarnaast is het een bekend en al lang toegepaste technologie met weinig risico’s en het is een onuitputtelijk bron.
Bij zonnewarmte ligt de grote uitdaging voornamelijk in de opslag van warmte, want net zoals zon-PV wordt er vooral op warme zomerdagen veel energie opgewekt en is die energie juist ‘s nachts en in de winter nodig. Voor zon-PV is er de mogelijkheid om zomers het overschot aan stroom aan het elektriciteitsnet te leveren en in de winter mag je dit weer afnemen. Wat zou er nou mooier zijn als dit ook met warmte kan? In de zomer wek je zelf alle warmte die je het hele jaar nodig hebt op en voed je in op een warmtenet net zoals je buren, de basisschool en de kantoren verderop. Door al deze warmte collectief in één opslagvat op te slaan kan het warmteverlies over 6 maanden tijd gereduceerd worden tot minder dan 10%. Dit komt voornamelijk door het principe dat het oppervlakte van de tank per kubieke meter opslag veel lager wordt naarmate de tank groter wordt, en daarmee het energieverlies kleiner, dan wanneer iedereen zijn eigen opslagtank in de tuin zou zetten.
Om te bepalen of zonthermie werkelijk kansrijk is heb ik een model ontwikkeld binnen Ekwadraat dat het systeem financieel gezien optimaliseert door verschillende parameters aan te passen, zoals de temperaturen in het systeem, het totale collector oppervlak, de capaciteit en het vermogen van opslagtechnieken. Met dit model zijn de mogelijkheden voor dit systeem in verschillende wijken met rond de 500 woningen gemoduleerd en geanalyseerd. Voor mijn thesis is er een wijk uit Nederland gekozen als case study met 551 woningen. De cumulatieve cashflow is in het onderstaande figuur gegeven voor 3 verschillende prijsstijgingen van gas.
De resultaten mogen we wel stellen zijn veelbelovend met terugverdientijden van 10 à 12 jaar en een verwachte levensduur van minstens 20 jaar. De infrastructuur zoals het warmtenet en opslagvat, wat ongeveer de helft van de investeringskosten bedragen, zouden zelf 40 à 50 jaar mee moeten gaan en daarom is er ook de mogelijkheid om na 20 jaar die infrastructuur opnieuw te gebruiken voor zonthermie of andere warmtebronnen. Dit model is later ook voor andere wijken gebruikt met vergelijkbare resultaten. Dit model kan ook toegepast worden op andere warmtegebruikers op temperaturen onder de 100°C, zoals bijvoorbeeld tuinders.
Voor op de korte termijn lijkt dit een goede oplossing voor veel woonkernen waar een hoog temperatuuroplossing moet komen. Dit is namelijk een techniek waar relatief weinig risico’s aan zitten omdat er nauwelijks afhankelijkheid is van 3e partijen ten opzichte van all-electric, biomassa, restwarmte en C-ketels. Als er dan in de loop van die 20 jaar goedkopere energie(warmte) beschikbaar komt, zoals grootschalige geothermie, dan kan dit makkelijker toegepast worden omdat de infrastructuur er al ligt en de verschillende warmtenetten alleen nog maar gekoppeld hoeven te worden.
Wilt u meer weten over de mogelijkheden van zonnewarmte? Neem dan contact met mij op.
"Benieuwd naar de mogelijkheden van zonnewarmte voor uw gebouw of gebied?"
Expert duurzame warmte