Thermische batterij om overschot zonnestroom op te slaan
De zon levert in één uur meer energie dan we op aarde in een heel jaar nodig hebben, maar het grote probleem blijft hoe we die energie kunnen opslaan. Een thuisbatterij voor zonne-energie is voor velen te duur, maar een thermische batterij is een interessant, goedkoper alternatief.
De energie van zonnepanelen die je niet onmiddellijk verbruikt, kun je ook opslaan in een thermische batterij. Dit opslagmedium bewaart de energie dan in de vorm van warmwater. Daarnaast is er ook een thermische batterij die de energie opslaat in anorganisch zout en die zo het tapwater quasi-gratis verwarmt.
Lees ook: Haal meer uit je warmtepomp met de juiste instellingen.
Energie opslaan in water
SGR-warmtepompboiler
SGR staat voor ‘Smart Grid Ready’, waarbij het deel ‘smart grid’ een slim energienetwerk betekent. Daarbij stemt een intelligent regelsysteem voortdurend het aanbod van verschillende energiebronnen af op de vraag. Zonnepanelen, batterij, elektrische voertuig en warmtepomp staan met elkaar in verbinding, zodat de zelfopgewekte stroom optimaal wordt verdeeld.
Een SGR-warmtepompboiler werkt als een gewone warmtepomp: hij gebruikt de omgevingswarmte uit de lucht gebruikt om sanitairwater te verwarmen. Net als alle warmtepompen verbruikt de warmtepompboiler stroom, maar wel veel minder dan een gewone boiler. Driekwart van de benodigde energie is afkomstig uit de omgevingslucht en slechts een kwart wordt opgewekt door elektriciteit. Een SGR-warmtepompboiler gebruikt rechtstreeks de stroom afkomstig van de zonnepanelen.
Piekproductie omzetten in extra warm water
Verder doet een SGR-warmtepompboiler er nog een schepje bovenop. Het systeem houdt bij wanneer de zonnepanelen te veel elektriciteit opwekken. Deze overtollige energie gebruikt de boiler om het water alvast gratis op te warmen. Hierdoor wordt de extra elektriciteit niet teruggeleverd aan het stroomnet, noch wordt het overschot opgeslagen in een thuisbatterij. Juist doordat een SGR-warmtepompboiler de elektriciteit op piekproductiemomenten gebruikt om water te verwarmen, kun je dat later weer gebruiken om bijvoorbeeld te douchen.
©Matteo Girelli
Een SGR-warmtepompboiler houdt bij wanneer de zonnepanelen een overschot aan elektriciteit opwekken.
Energieoverschot
Een voorbeeld maakt dit duidelijker. Je hebt de warmtepompboiler ingesteld op 45 °C om een aangename temperatuur voor een warme douche te hebben. Wanneer de zonnepanelen meer energie opwekken dan wat je op dat moment verbruikt, zal de SGR-warmtepompboiler het energieoverschot detecteren en het water naar een veel hogere temperatuur opwarmen, bijvoorbeeld 70 °C. Hierdoor blijft het water langer warm en zal de warmtepompboiler geen elektriciteit verbruiken wanneer je een douche neemt op een moment waarop je zonnepanelen geen elektriciteit opwekken.
Een SGR-systeem gebruikt de boiler dus als thermische batterij. Je slaat geen elektriciteit op, maar zet de overtollige energie op in een extra voorraad warm water.
Meer eigen verbruik
Energie opslaan in thermische batterij verhoogt het eigen verbruik en helpt om netstroom te besparen. Daarbij is een SGR-warmtepompboiler veel goedkoper dan een thuisbatterij. Een SGR-warmtepompboiler kost gemiddeld 3500 euro, inclusief installatie. Een thuisbatterij van 14 kWh kost rond de 10.000 euro.
Als je ’s avonds kookt, de televisie, computer, verlichting en vaatwasser gebruikt, én daarbij ook zoveel warm water gebruikt dat de warmtepompboiler moet bijschakelen, dan val je automatisch terug op de netstroom. Wanneer de thermische batterij al voldoende is opgewarmd met gratis zonnestroom, hoeft de warmtepompboiler niet meer bij te warmen.
Ook interessant: Geld nodig voor energiebesparende maatregelen? Zo vind je subsidies en leningen
Energie opslaan in zout
Zoutboiler
Om energie op te slaan, kun je in plaats van water een materiaal gebruiken dat bij stolling warmte afgeeft en tijdens het smelten warmte opneemt. Meestal gebruikt men de afkorting PCM (Phase Change Materials) of letterlijk vertaald: faseovergangsmateriaal. PCM kan veel warmte opslaan in een kleine ruimte. Bij Flamco, Wasco en Triple Solar zit er in de thermische batterij anorganisch zout. Daarom noemt men dit type ook een zoutboiler. Dit zout heeft een smeltpunt van 23 °C.
©Flamco / Aalberts
De thermische batterij houdt de energie vast in anorganisch zout.
Tot 70 °C
Het zout wordt door middel van een elektrische spiraal tot 70 °C opgewarmd. Op die temperatuur is het zout volledig vloeibaar. Wanneer je dan warm kraanwater vraagt, zal de thermische batterij de energie aan het leidingwater overdragen via een warmtewisselaar.
De drie eerdergenoemde merken hebben ieder drie uitvoeringen naar gelang de opslagcapaciteit. Bij Flamco kan de middelste versie, het 6E-model, 12,5 liter warm water per minuut leveren of in totaal 170 liter warm water. Het kleinste model past in een keukenkast en kan genoeg warm water leveren voor een compleet gezin. Flamco werkt bovendien aan een functie waarmee zijn zoutboilers slim gebruikmaken van fluctuerende energietarieven.
©Flamco / Aalberts
Een kleine thermische batterij past in een keukenkast en kan 170 liter warm water leveren.
Compact en eindeloos herladen
Een groot voordeel bij alle drie merken is het ontwerp. Het gaat om rechthoekige, compacte modellen die je makkelijk kwijt kunt in een klein hoekje. Je hoeft hem dus niet per se naast de cv te plaatsen, maar je kunt hem bijvoorbeeld in een kast monteren. Overigens is een zoutboiler wel zwaar.
Een tweede voordeel is dat, in tegenstelling tot de opslag in water, de temperatuur niet daalt wanneer je warmte opneemt. Zolang er energie in het faseovergangsmateriaal is opgeslagen, geeft de thermische batterij warmte af op een constante temperatuur.
Het toestel is schoon en milieuvriendelijk, omdat het geen gassen verbrandt, geen giftige stoffen bevat en 100% recyclebaar is. Daarbij is de batterij eenvoudig te installeren. Je hebt alleen een water- en 230V-aansluiting nodig. In de thermische batterij zitten geen bewegende delen die kunnen slijten, en de gebruiker kan hem eindeloos op- en ontladen zonder verlies van rendement.
In theorie gaat dit toestel minimaal 30 tot 40 jaar mee. Enkele componenten, bijvoorbeeld de elektronica, zijn op den duur mogelijk aan vervanging toe. Een nadeel in vergelijking met een gewone thuisbatterij is dat de thermische batterij uitsluitend ingezet kan worden voor de productie van warm tapwater.
©Triple Solar
De temperatuur van de thermische batterij blijft constant.
45 minuten douchen
Met de Flamco 200-batterij zou je ongeveer 45 minuten kunnen douchen. Als het warm water dat een thermische batterij produceert opraakt na meerdere lange douchebeurten, dan slaat de warmtepomp automatisch aan om de thermische batterij te verwarmen. Het duurt ongeveer twee uur om de thermische batterij opnieuw op te laden. De richtprijs varieert tussen de 3000 en 6000 euro.
©Flamco / Aalberts
Een thermische batterij kun je eenvoudig aan een bestaande installatie toevoegen.
Compact, maar zwaar
Bij Triple Solar wordt de thermische batterij gecombineerd met een PVT-warmtepomp. Deze thermische batterij vervangt dan de warmwaterboiler. Deze batterij is wel vier keer kleiner dan een gewone boiler, waardoor hij eenvoudig te installeren is. Triple Solar heeft thermische batterijen in drie formaten afhankelijk van de warmwaterbehoefte. Het kleinste model, de 150 XXS, heeft 7 kWh capaciteit, meet 64 cm hoog x 36, 5 cm breed x 57, 5 cm diep en weegt 136 kg. Het 200 XS-model heeft 10,5 kWh, meet 87 cm x 36,5 cm x 57, 5 cm en weegt 187 kg. Het grootste model, 300 S, heeft 14 kWh, meet 105 cm x 36,5 cm x 57,5 cm diep en weegt maar liefst 233 kg.
Milieuvriendelijk en nauwelijks warmteverlies
De thermische batterij op zout werkt snel en efficiënt door de hoge warmteopname en snelle warmteafgifte. Het is een milieuvriendelijk toestel met zeer weinig warmteverlies door het vacuüm isolatiepaneel. Wekken je zonnepanelen meer stroom op dan je verbruikt, dan is dit zeker een interessante manier om het teveel aan zonne-energie op te slaan. Vooral als je in het achterhoofd houdt dat de salderingsregeling voor zonnepanelen straks wordt afgebouwd.
