September 2016
Nul-op-de-meter zonder zonne-energie onmogelijk
Warmtepompen gecombineerd met zonnecollectoren of hybride systemen
Warmtepompen zijn belangrijk bij de grootschalige realisering van NOM-woningprojecten. De warmtepompleveranciers zelf spreken van een onmisbare schakel. Maar zonder de toepassing van zonne-energie blijkt geen concept levensvatbaar, zo betoogden diverse inleiders tijdens het beursevent Solar Solutions. Voor snelle succesvolle NOM-projecten zullen fabrikanten zich gezamenlijk moeten inzetten om de verschillende technieken te integreren in de systemen. Of toch liever even gas terugnemen en als tussenstap kiezen voor een hybride oplossing?
Over één zaak zijn alle deskundigen het eigenlijk wel eens: nul op de meter zonder gebruikmaking van zonne-energie is onmogelijk. En de fabrikanten van zonne-energiesystemen willen maar al te graag hun aandeel leveren, bleek dit voorjaar tijdens de beurs Solar Solution. HRsolar, Nederlands fabrikant van zonneboilersystemen, ziet zijn koren dan ook al bloeien. Want de markt is volgens de waarneming van de fabrikant aan het kantelen. De onderneming concentreert zich, zoals Robbert van Diemen van HRsolar het uitdrukt, 'op de maximale benutting van de verschillende componenten'.
Veranderende markt
Van alle mogelijkheden die de benutting van zonne-energie heeft, wordt de bereiding van warm tapwater momenteel verreweg het meest toegepast. Maar HRsolar voorziet een grote verandering in de markt van zonthermische systemen. Vooral de hybride toepassingen, al dan niet in combinatie met ltv-systemen zouden wel eens heel erg belangrijk kunnen worden, stelt Van Diemen. 'Werd een aantal jaar geleden nog het besluit om te investeren in zonne-energie ingegeven door milieuargumenten, tegenwoordig is het steeds meer om redenen van rendement. En dat zonne-energie daarnaast bijdraagt aan een beter milieu, is – althans voor de meeste particuliere con- sumenten – mooi meegenomen. De kentering heeft alles te maken met kostprijsverlaging van vooral pv-systemen, de lage spaarrentes en het feit dat we niet meer afhankelijk willen zijn van aardgas.'
Voor grote opdrachtgevers, zoals woningcorporaties en vastgoedontwikkelaars, is TCO steeds vaker een argument om over te gaan op zonthermische systemen. 'De aanscherping van de EPC stelt andere eisen aan de techniek in de woning. Woningcorporaties werken massaal aan labelverbeteringen van hun bezit en zonne-energie kan vaak mooie oplossingen aanreiken. Maar er zijn meer factoren die ervoor zorgen dat onze markt aan het veranderen is. Doordat we steeds beter geïsoleerde woningen hebben, neemt de warmtevraag voor ruimteverwarming af bij een gelijkblijvende of misschien iets stijgende tapwatervraag. Neem vervolgens ook nog eens de ISDE-subsidiëring van zonneboilers en warmtepompen mee, dan is het geen gewaagde voorspelling te stellen dat zonthermische systemen voor een grote doorbraak staan.'
Optimalisatie
Samen met Techneco verzorgde Van Diemen tijdens Solar Solutions een duopresentatie die die ze de titel Zonnewarmte versie 2.0 hadden meegegeven. Het sleutelwoord in het uitgedragen concept is optimalisatie. HRSolar zet in op optimalisatie van toepassingen, opbrengst, verbruik en uitstraling.
Wat betreft de efficiëntie waarmee collectoren de zonnewarmte oogsten, zit de techniek wel zo'n beetje aan zijn maximum, denkt Van Diemen. 'Het is daarom veel slimmer om de inspanningen te richten op een betere benutting van die gratis energie. We mikken op een brede inzet van zonnewarmte, niet alleen voor tapwater maar ook om te verwarmen en om te wassen.’
Zonnewarmte is in de optiek van Van Diemen echt onmisbaar voor het NOM-programma. Maar NOM vereist wel een veel grotere integratie van technieken dan wat de praktijk nu laat zien. Nu worden in installaties vaak nog componenten dubbel toegepast. Dat maakt de installatie niet alleen onnodig duur maar ook complex. 'We zien verschillende besturingen en monitoringssystemen. Ook moeten we vaststellen dat de daken in Nederland te klein zijn om voldoende stroom op te wekken. Daar moeten we iets op zien te vinden en dat kan alleen als fabrikanten bereid zijn tot een verregaande samenwerking. Om een juiste weg te vinden door het doolhof van uitdagingen waarvoor NOM-projecten ons stellen, moeten we ons laten leiden door de best presterende systemen. En dan kom je naar mijn opvatting uit op zonnecollectoren voor het maken van ht-tapwater en warmtepompen voor lt-ruimteverwarming.'
HRSolar heeft uitgerekend dat wanneer twee zonnepanelen worden opgeofferd voor twee zonnecollectoren van gelijke oppervlakte, al in een belangrijk deel van de tapwaterbehoefte kan worden voorzien. En dat betekent dus dat de warmtepomp veel minder draaiuren hoeft te maken. Vooral op daken met een beperkt oppervlak moet in de optiek van Van Diemen veel zorgvuldiger worden gekeken naar de efficiëntie van de verschillende toepassingen.
Samenwerking fabrikanten
De duopresentatie van HRsolar en Techneco kwam niet uit de lucht vallen. Techneco, een Nederlandse fabrikant van warmtepompen integreert sinds enige tijd HRsolar-collectoren in het warmtepompconcept met de Toros Vision en de hybride oplossing van Techneco, de luchtwaterwarmtepomp Elga. Volgens Niels van Alphen van Techneco laat de verkoop bij zijn bedrijf de laatste jaren een duidelijke verschuiving zien naar warmtepompen met een kleine capaciteit.
De Toros Vision is een warmtepomp die speciaal is ontwikkeld voor de Nederlandse woningbouw en al beschikbaar is in vermogens vanaf 2 kW. De water-watercombiwarmtepomp zorgt voor zowel warm tapwater, als de verwarming van de woning. Bij de warmtepomp kan een vrijstaand boilervat (150, 210 of 300 liter) worden geplaatst voor warm tapwater. De warmtepomp is zeer compact en de geluidsdruk van 29 dBA is ongekend laag voor een combiwarmtepomp. De warmtepomp wordt geleverd met een installatieset zodat de installateur geen appendages meer hoeft op te nemen en de installatieruimte beperkt kan blijven.
'De consument wil het beste van wat de lucht-waterwarmtepomp te bieden heeft en de voordelen van de bodemgebonden systemen. Dus, de gunstige prijs van de lucht-waterwarmtepomp in combinatie met de stille werking en efficiëntie van de water-waterwarmtepomp. Dat betekent dat we technieken moeten integreren. Door een zonnecollector toe te voegen aan de bronzijde voor tapwater en cv-verwarming, bereiken we een hogere COP en is bronregeneratie mogelijk. Als alternatief kunnen we nog pvt als bron voor de warmtepomp inzetten. Er hoeft dan dus niet meer te
worden geboord. Momenteel heeft Techneco een aantal proefopstellingen staan waar het bedrijf de prestaties met pvt als bron uitvoerig monitort. De integratie van technieken komt ook tot uitdrukking in de voorbereiding van onze warmtepompen op pv. Er zitten twee meters op de pomp. Een om de pv-installatie uit te kunnen lezen, en een voor koppeling aan de elektriciteitsmeter, als voorbereiding op de smart grid-aansluiting. De energiestromen van collector, pv en warmtepomp worden nauwkeurig in kaart gebracht.'
Dutch Heat Pump Association
De noodzaak om verschillende technieken binnen een enkel systeem te integreren, werd ook nog eens onderstreept door Rob Verbrugge van de Dutch Heat Pump Association (DHPA). In het dagelijkse leven is hij werkzaam bij Inventum.' Duurzame oplossingen gaan niet meer om het product maar om het resultaat. Fabrikanten moeten samenwerken om met totaaloplossingen te komen om de nieuwe normen te behalen. Vrijwel alle NOM-concepten gaan uit van een woning waarin een gasaansluiting ontbreekt. In nieuwbouwwijken zijn volledig elektrische warmtepompen prima toe te passen. Maar in bestaande woningen'is de installatie van een hybride warmtepomp vaak gemakkelijker en een snellere weg naar NOM.'
Een voordeel is bovendien dat hybride pompen een veel minder grote belasting opleveren voor het elektriciteitsnet. Bij massaal gebruik van de warmtepomp wordt immers meer gevraagd van het elektriciteitsnetwerk. Vooral als de hybride warmtepompen slim worden aangestuurd is overbelasting van het elektriciteitsnet volledig te vermijden, zo bleek uit een onlangs gepubliceerd onderzoek van de adviesbureaus Berenschot, DNV GL en BDH. Met slimme sturing bleek overbelasting zelfs geheel te vermijden, zodat extra investeringen in het elektriciteitsnet niet nodig zijn. Als basis belasten hybride warmtepompen het elektriciteitsnet al veel minder dan een puur elektrische warmtepomp. Met een slimme sturing werkt dit nog beter en is overbelasting totaal te vermijden. Op koude winterdagen kunnen vooral in bestaande woningen en oudere wijken door de piekvraag warmtepompen het elektriciteitsnet overbelasten. De oplossing ligt dus in de flexibele hybride warmtepomp. Op de meeste dagen draait een hybride warmtepomp op elektriciteit. Maar op de koudste dagen kan de gekoppelde gasketel bijschakelen en hiermee het elektriciteitsnet ontlasten wanneer nodig.
Nieuwbouw
In nieuwbouwwijken zouden volledig elektrische warmtepompen prima zijn toe te passen. Een gasnet kan dan achterwege blijven. Verbrugge: 'Maar in bestaande woningen is het vaak makkelijker en sneller om een hybride warmtepomp te installeren omdat bijvoorbeeld de aanleg van een ltv-afgiftesysteem dan niet direct noodzakelijk is. Dat maakt de installatie minder ingrijpend voor de bewoner en de totale investering blijft lager, omdat het gasnet als back-up fungeert.'
Een hybride warmtepomp kan net als een volledig elektrische warmtepomp tot 100 procent CO2-uitstootreductie bereiken, in vergelijking met een gewone cv-ketel. Maar in dat geval moet wel de gebruikte elektriciteit – goed voor 80 procent van de jaarlijkse warmtevraag – duurzaam worden geproduceerd en het gebruikte gas (20 procent van de warmtevraag) uit biomassa komen. Door de combinatie van groen en gemakkelijk toepasbaar helpt een hybride warmtepomp de energietransitie te versnellen.
Tekst: Mari van Lieshout
Fotografie: Industrie