Warmte opslag

Warmte opslag is het opslaan van warmte voor later gebruik. Doorgaans zorgen hernieuwbare warmtebronnen voor een continue aanvoer van warmte, terwijl de warmtevraag dagelijks en het hele jaar door varieert. Grotere piekvraag wordt traditioneel opgevangen door aardgas te verbranden in ketels. Je kunt dit (deels) voorkomen door warmte op te slaan. Je kunt dan eerder opgeslagen warmte van een duurzame warmtebron gebruiken.

Daarnaast biedt warmteopslag een kans om het energiesysteem te optimaliseren. Je kunt een warmtepomp gebruiken voor het verwarmen van opslag wanneer er een groot aanbod van duurzame elektriciteit is, en de warmte gebruiken als het aanbod laag is. Ook heb je minder grote waterleidingen van de warmtebron nodig als de warmteopslag dicht bij de klant staat.

In de winter wordt de woning opgewarmd met een warmtepomp die warmte onttrekt aan het water van de warmte opslagtank. Het water wordt afgekoeld en weer teruggepompt naar de koude bron. In de zomer wordt het afgekoelde water weer opgepompt en gebruikt als passieve koeling. Het opgewarmde water wordt weer teruggevoerd naar de warme bron. Zo is de cirkeltje weer rond.

Methoden voor warmte opslag (in water)

Er zijn verschillende manieren en technieken voor de opslag van warmte. Dit kan op verschillende schaalniveaus zoals een gebied, een wijk of een woning. Daarnaast wordt gekeken welke techniek het beste past bij welke temperatuur.  

Bodemlus met individuele waterpomp

Zo past bij een bodemtemperatuur op de schaal van een enkele woning het beste de techniek van een bodemlus met individuele waterpomp. Dit zijn elektrische systemen die water benutten als bron voor het verwarmen of afkoelen van het huis, zonder het gebruik van gas. Het water wordt met behulp van een warmtewisselaar gekoeld of verwarmd door de temperatuur van de bodem. Het water wordt vervolgens bewaard in een uitstekend geïsoleerd boilervat. Een van de grote voordelen van de bodemlus is dat deze ook in de zomer voor koeling kan zorgen, zonder extra kosten.

Buffervat

Bij lagere temperaturen kan er gebruik gemaakt worden van een buffervat bij een woning, deze wordt vaak gecombineerd tapwaterboiler. Zo’n buffervat is een tussenopslag van verwarmingswater voor het vervoer van dit water naar je cv-circuit. Hierdoor zorg je ervoor dat je langere tijd beschikking hebt over warmte: Warm water dat niet noodzakelijk is op het moment zelf, blijft zitten in het buffervat en kan later nog worden gebruikt.

Indien er hogere temperaturen zijn, kan er ook gebruik gemaakt worden van buffervaten bij een woning. Deze kunnen bijvoorbeeld ondergronds geplaatst worden in de tuin.

Water-water warmtepomp

Warmteopslagsystemen zonder aardgas maar met water slaan zonnewarmte op in water, dat vervolgens door warmtepompen kan worden gebruikt om huizen te verwarmen. Overtollige warmte wordt opgeslagen in een buffer voor in de tuin of kelder/kruipruimte van het huis. Als er geen warmte rechtstreeks van de PVT of zonnepanelen op het dak komt, haalt de warmtepomp de warmte uit de buffer. Door de warmtepomp ook het water te laten bevriezen, kan deze profiteren van de enorme hoeveelheid extra energie die vrijkomt bij dit proces.

Solarfreezer

Een voorbeeld van zo’n systeem is de solarfreezer. De solarfreezer werkt tamelijk eenvoudig: Energie opwekkers onttrekken warmte aan de zon of de buitenlucht. Deze energie gaat dan vervolgens naar een warmtepomp, die de nodige warmte verbruikt bijvoorbeeld voor warm water of vloerverwarming. Het overtollige deel van de onttrokken energie wordt opgeslagen in een bufferzak/vat, die geplaatst kan worden in de tuin of kelder etc. Deze levert dan op koude periodes de reserves aan warmte die opgebouwd zijn in warme periodes, om zo in elk seizoen te kunnen genieten van voldoende warmte.

Buffervat vs. warmwaterboiler

Een buffervat en een warmwaterboiler zijn producten die je vaak samen tegenkomt op het internet. Toch zijn het twee totaal verschillende producten ondanks dat ze beide als functie hebben warm water op te slaan. Echter is een boiler uitsluitend voor sanitair warm water en een buffervat voor de opslag van warm water om energie op te slaan. Deze energie kan later gebruikt worden om bijvoorbeeld de centrale verwarming te ondersteunen.

Een buffervat is dus een tussenopslag van verwarmingswater, dat later zijn weg vordert naar het cv-circuit. Dit vergroot het rendement van je verwarmingsinstallatie, want overtollige warmte wordt opgeslagen en niet onnodig gebruikt. Hierdoor heb je enkele tijd na het opwekken nog steeds beschikking over deze warmte.

Naast het verwarmen van water voor de cv-installatie, kunnen sommige modellen buffervaten ook sanitair warm water opslaan. Dit wordt een multifunctionele buffervat genoemd. Deze buffertanks zijn meestal opgebouwd uit lagen: één voor warm cv-water en één voor sanitair warm water.

Toepassingen buffervat

Een goed voorbeeld is de plaatsing van thermische zonnepanelen. Ze worden meestal alleen gebruikt voor sanitair warm water, maar met een multifunctionele buffertank kun je ze ook op zonnige dagen gebruiken om te verwarmen in huis en nog meer te besparen.

Een ander voorbeeld is een kachel die niet alleen voor warmte en comfort in de woonkamer zorgt, maar ook voor warm water zorgt met een multifunctioneel buffervat.

Ten slotte kun je ook een buffertank gebruiken om het stroomverbruik te verhogen met je fotovoltaïsche zonnepanelen. Buffertanks slaan de elektriciteit die je opwekt met fotovoltaïsche zonnepanelen op in de vorm van warmte. Kortom: er zijn veel diverse toepassingen geschikt voor een buffervat.

Warmte opslag in zout

Op gunstige dagen kun je energie op 2 manieren: omzetten in elektriciteit of in warmte. Een warmtebatterij die gebruik maakt van zouthydraat kan helpen bij het efficiënt opslaan van warmte. Een warmtebatterij is betaalbaar, klein, verliesvrij en stabiel.

Voordelen warmte batterijen

In een samenleving die energie-efficiënte technologieën vraagt, zijn huishoudelijke warmte batterijen een product voor een duurzame toekomst. Alle voordelen staan hieronder op een rij:

1. De materiaaleigenschappen zijn stabiel, de minimale levensduur van het materiaal is 20 jaar bij maandelijks opladen/ontladen.

2. Het is een compacte oplossing, dankzij de opbergruimte ter grootte van een koelkast geeft het voldoende warmte voor het gemiddelde huishouden om 2 weken te douchen. Als gevolg hiervan is de energiedichtheid van het systeem minstens 10 keer die van wateropslag, en veel groter dan die van de modernste huishoudelijke batterijen.

3. Dit is een voordelige oplossing, de kostprijs is veel lager dan de kosten van elektriciteitsopslag. Bovendien is het geschikt voor thuisgebruik.

Werking warmtebatterij

Warmte Batterijen gebruiken het zogenaamde thermochemische principe. Warmte Batterijen voor thuis zijn gebaseerd op twee componenten: water en gehydrateerde zouten. Zodra de waterdamp en het zout aan elkaar zijn toegevoegd, bindt het water zich aan het zout en verandert het zout in een nieuwe kristalvorm. Bij de reactie komt warmte vrij. De reactie is omkeerbaar.

Warmte wordt toegevoegd om het water in de nieuwe kristallen te verbranden en de 2 oorspronkelijke ingrediënten terug te krijgen. In feite is het deze warmte die wordt opgeslagen, waarbij de opgeslagen warmte behouden blijft zolang de twee componenten gescheiden zijn.

Dit maakt het een proces zonder enig warmteverlies, wat op zijn beurt een voorwaarde is voor langdurige warmte opslag. Op deze manier kan in een klein volume een grote hoeveelheid warmte worden opgeslagen. Aanzienlijk meer dan water, en veel meer dan zogenaamde faseovergangsmaterialen.

Hierdoor is het niet direct beschikbaar als opslagmateriaal. De inkomende en uitgaande warmte evenals de inkomende en uitgaande waterdamp, zorgen ervoor dat het volume van het kristal aanzienlijk verandert. De zoutdeeltjes kunnen dan hun samenhang verliezen, scheuren, uit elkaar vallen of anderszins. Dit probleem is tegenwoordig opgelost. Er is nu een stabiel zoutcomplex dat zijn functie voor altijd kan vervullen.

Warmte opslag door middel van een unieke warmtebatterij

Een nieuw ontwikkeld apparaat principe dat het volledige potentieel van de zoutcomplexen benut; het zogenaamde closed-loop principe. Het apparaat zelf is compact van formaat en betaalbaar. Wat de thermische thuisbatterij uniek maakt, is dat het een slim stukje technologie is dat zijn prestaties levert met slechts vier componenten. Deze eenvoud is een belangrijk uitgangspunt om de prijzen laag te houden.

Het systeem kan worden opgewarmd door middel van warmte en/of elektriciteit, of in combinatie met een warmtepomp. De batterij laat elektrisch warmtepompen beter werken en daarnaast zonnecollectoren beter renderen. Als geheel zorgt het systeem ervoor je warmteopslag beter wordt verdeeld. 

Veelgestelde vragen warmte opslag

Hoe verduurzaam ik mijn woning?

Vanaf 2021 mag in nieuwbouwwoningen niet meer een gasketel geplaatst worden, dit om de woningen steeds duurzamer te maken. Steeds meer woningen stappen dan ook over op een vorm van duurzame warmte opslag.

Als je wil verduurzamen in je huidige bestaande woning is het vaak wegens financiële redenen verstandig om dit stap voor stap te doen. Een logische eerste stap is het isoleren van de woning en het plaatsen van zonnepanelen. Hiermee maak je een goede start richting verduurzaming van je huis.

De volgende stap is uiteraard de installatie van zonnecollectoren, die de warmte van de zon omzetten in warm water. Dus anders dan zonnepanelen, omdat ze zonlicht omzetten in stroom. Ook is het handig om een buffervat te plaatsen, indien hier ruimte voor is. Hierin kan de warmte worden opgeslagen, door middel van het opslaan van zuurstofloos water. Later kan je in je woning ook nog een warmtepomp aanschaffen om nog verder te verduurzamen.

In buffervaten wordt verwarmd water opgeslagen dat gebruikt kan worden voor bijvoorbeeld vloerverwarming, wandverwarming of radiatoren. 

Hoelang gaat een warmtebatterij mee?

De batterij kan langdurig laden en ontladen zonder enig energieverlies. Dit zorgt ervoor dat de gebruiksduur ook op zo’n 20 jaar ligt, mits je de batterij eens per maand in zijn geheel oplaad en ontlaad.

Wat zijn de voordelen van warmteopslag?

Veel nieuwe bronnen van energie kunnen niet worden aan en uitgezet. Neem als voorbeeld zonnepanelen, deze leveren slechts overdag energie. Daarnaast leveren ze ook een stuk meer energie in de zomer dan in de winter. Ongeacht of er op dat moment vraag is aan energie, de zonnepanelen leveren het alsnog.

Met warmte opslag kun je ervoor zorgen dat je overtollige warmte opslaat voor een bepaalde tijd. Deze warmte kun je dan gebruiken op een moment dat je het wel nodig hebt. Dit zorgt voor een verhoogde efficiëntie van energiebronnen en de warmte die deze genereren.

Ook kun je met warmte opslag ervoor zorgen dat je afhankelijk van het seizoen juist energie opslaat of verbruikt uit/in de buffer. Bij een continue duurzame bron kan in de zomermaanden de buffer gevuld worden, die dan in de winter gebruikt kan worden. Zo heb je het hele jaar door genoeg energie, door middel van het opslaan van warmte.