Warmteopslag gebouwde omgeving: trends en ontwikkelingen

Warmteopslag gebouwde omgeving: trends en ontwikkelingen

Er zijn diverse opties mogelijk om warmte op te slaan voor de gebouwde omgeving. We lichten er in dit artikel een aantal toe.

Wie opgewekte zonne-energie wil opslaan denkt vaak aan de thuisbatterij. De nadelen hiervan zijn een hoge kostprijs en een in verhouding lage capaciteit. Maar er zijn andere opties. Een eerste is warmteopslag in een warmtebatterij. Er zijn daarbij diverse soorten en maten op de markt.

Combineren

Een oplossing is om een installatie te maken met een combinatie van diverse technieken: pvt-panelen, warmtepomp en thuisbatterijen. HR Energy maakt deze combinatie in de Qube  waarbij de warmtepomp geen gebruik van een buitenunit, maar van PVT-panelen die zowel warmte als elektriciteit opleveren. Het bedrijf won hierover op het Duurzaamheidsgala de award voor Product van het Jaar. Meer over te technologie is te lezen in het artikel HR energy introduceert slimme pvt-warmtepomp

Energie opslaan in water

Solyx Energy ontwikkelde de Solyx Water Accu.  Het systeem slaat overtollige zelfopgewekte zonne-energie via een slimme regeling – de Solar iBoost – op in een elektrische boiler. De WaterAccu is daardoor bedoeld voor het verwarmen van warm tapwater. De gebruiker plaatst het meetapparaatje in de meterkast. Het meet continu of er stoom aan het net wordt geleverd en  stuurt daarbij de boiler aan met de exacte hoeveelheid beschikbare stroom. Daarnaast heeft het meetapparaat ook een programmeerbare boostfunctie. Als de gebruiker dit wenst kan hij het meetapparaat instellen om de boiler op specifieke momenten te verwarmen met stroom van het net mocht dit nodig zijn. Bijvoorbeeld als er weinig zonne-energie is of als de energietarieven laag zijn.

Recyclebare materialen

Ook NEStore – een spin-off van TNO -  heeft een warmteopslagsysteem op basis van warm water ontwikkeld voor woningen en kleine utiliteit. Het systeem bestaat uit recyclebare materialen met een hoge isolatiewaarde waardoor het water wekenlang op hoge temperatuur kan blijven, met een minimaal energieverlies. Meer details over de techniek zijn te lezen in het artikel  NEStore: nieuw warmteopslag systeem voor woningen en kleine utiliteit

Warmteopslag in phase changing material (PCM)

Warmte opslaan in anorganisch zout, een change phase material is ook een mogelijkheid. Zodra zout een temperatuur van 70 graden Celsius bereikt, wordt het vloeibaar. In de FlexTherm Eco van Flamco wordt een elektrische spiraal tot deze temperatuur opgewarmd zodat het zout vloeibaar wordt. Is warm tapwater gewenst, dan koelt het zout weer af tot zijn gekristalliseerde vorm. De warmte die tijdens dit proces vrijkomt, wordt afgegeven aan met water gevulde warmtewisselaars. Voorbeeldprojecten met deze techniek zijn een flatgebouw in Groningen en een Brabants appartementencomplex. De Flextherm Eco is een compact systeem met een inhoud van 71 tot 185 liter. Meer details hierover en over de Solyx Water Accu zijn te lezen in het artikel Zonnestroom opslaan in warm water

Cellcius warmtebatterij in container - foto Cellcius
Cellcius warmtebatterij in container - foto Cellcius

Warmtebatterij

Ook het bedrijf Cellcius werkt met zoutkristallen bij de ontwikkeling van de zoutbatterij. Wanneer kristallen van kaliumcarbonaat (K2CO3) water opnemen, komt er warmte vrij, terwijl bij het toevoegen van warmte de kristallen en het water weer worden geschieden. Het bedrijf is druk met de ontwikkeling van zowel een lokale als een mobiele variant van deze batterij. Het plan is om dit jaar een viertal projecten te starten met deze batterij in de gebouwde omgeving. Het vermogen ligt naar verwachting rond de 1-2 kW en de batterij heeft een energie-inhoud van 50-60kWh. Meer hierover is te lezen in het artikel Eindhovense warmtebatterij stap voor stap dichter bij de markt

Warmte uit ijs

Warmte uit een ijsbuffer halen is ook mogelijk. Er komt namelijk veel energie vrij wanneer water overgaat naar ijs waarbij ijskristallen ontstaan. Bij het ontdooien van ijs is er daarentegen extra warmte nodig om het ijs te laten smelten. Er zijn diverse systemen op de markt die werken met een ijsbuffer in combinatie met een warmtepomp. In een afgesloten systeem lopen twee warmtewisselaars waarin een mengsel van water en glycol circuleert. Daarbij is er één verbonden met een warmtepomp en de ander met een externe bron die warmte via de zon of buitenlucht toevoert. Is de temperatuur van de externe bron hoger, dan wordt dit de warmtebron voor de warmtepomp. Is de temperatuur in de buffer hoger dan de temperatuur van de externe bron, dan kiest de warmtepomp voor de buffer. Meer over deze technologie is te lezen in het artikel Warmte uit een ijsbuffer, hoe werkt dat? Phoenix Contact maakt in zijn nieuwe productie- en technologiecentrum gebruik van de combinatie van warmtepompen en een ijsopslagtank. Meer erover leest u hier.

Aanleg ondergronds warmtebuffersysteem Nagele - Fotograaf: Kick Smeets
Aanleg ondergronds warmtebuffersysteem Nagele - Fotograaf: Kick Smeets

Seizoensopslag

Ook seizoensopslagsystemen slaan warmte op. Deze systemen (seasonal thermal energy storage) slaan in de warme maanden van het jaar warmte, vaak afkomstig van zonnecollectoren, op in een thermische buffer en geven de warmte via een collectief warmtenetwerk weer af in de koudere maanden. Het bedrijf HoCoSto ontwikkelde zes jaar geleden een gepatenteerde thermische buffertechniek. Onder meer in Nagele werd deze techniek in een aardgasloze wijk geïnstalleerd. De acht aangesloten huizen maken hier gebruik van een seizoensbuffer van 1000m3. Ondanks diverse succesvolle projecten, kwam het bedrijf eind 2022 in zwaar weer. Na een periode met kleine pilotprojecten in 2018 groeide HoCoSto in 2020 in een razendsnel tempo waardoor meer personeel werd aangetrokken en de omzet snel groeide. Door een paar tegenvallers, onvoldoende casflow en plots afhakende investeerders, kwam het bedrijf in financiële problemen en was het genoodzaakt het faillissement aan te vragen.

Snel hierna volgde een doorstart met Linthorst Techniek. Linthorst helpt Hocosto met de verdere groei van het bedrijf en zorgt als meerderheidsaandeelhouder voor meer financiële stabiliteit. Onlangs rondde Hocosto nog een project af bij het Leidsche Rijn College dat nu energieneutraal is en zelfvoorzienend in zijn warmte. Inmiddels worden de voorbereidingen getroffen voor een warmtesysteem op een innovatief bedrijventerrein in de buurt van Brussel. Doel is om dit bedrijventerrein tot (bijna) zelfvoorzienend te maken met een zo laag mogelijke impact op het elektriciteitsnet. Op de website van HoCoSto staat te lezen dat  de warmtevraag van het totale terrein 1GWh-th/jaar is met een piekvermogen van ca. 875 kW-th. De koudevraag van het  totale terrein is 1GWh-th/jaar, met piekvermogen van 1.7 GW, veroorzaakt door een aantal productiebedrijven met een grote hoeveelheid laagwaardige restwarmte uit het primaire proces, die het hele jaar rond beschikbaar is. Er zal een seizoensopslag komen van 1300m3 en 85m3 piekopslag.

Zwaar weer

Ook Ecovat heeft op grote schaal een ondergronds opslagvat ontwikkeld, waardoor warmteopslag op wijkniveau mogelijk wordt. De technologie biedt een oplossing voor het aansluiten van vraag- en aanbodprofielen in warmtenetten. Echter, door liquiditeitsproblemen is GroeneWarmte (het voormalige Ecovat) uit Veghel 11 januari 2024 failliet verklaard. Het bedrijf heeft zelf haar faillissement aangevraagd nadat projecten niet voldoende van de grond kwamen en liquiditeitsproblemen ontstonden.

Warmteopslag in modulaire warmtebuffer

Ook SunTank kwam, ondanks een veelbelovende warmteopslagtechnologie in zwaar weer terecht. De start-up SunTank ontwikkelde een modulaire warmtebuffer. Voor wie nog wat ruimte over heeft tegen de muur, in de kruipruimte, achter het knieschot of onder de oprit kan hier de rechthoekige en platte tanks van SunTank plaatsen. Huizen waar de ruimte beperkt is kunnen op deze manier toch al snel tot 4.000 liter water opslaan op plekken die anders niet benut zouden worden. Meer over de techniek is te lezen in het artikel Sun Tank platte modulaire warmtebuffer. Helaas is het bedrijf in oktober 2023 failliet gegaan, ondanks een aantal innovatieprijzen en technische mijlpalen zoals een platte tank die meer dan 90 graden Celsius en 3 bar werkdruk (10 bar volgens de Gasketelwet) aankan. Het bedrijf geeft op haar website aan dat ze er niet in zijn geslaagd om de juiste investeerders op tijd te vinden. Dit heeft onder meer te maken met het feit dat potentiële investeerders hun opdrachten in de bouw de afgelopen tijd zagen teruglopen en daardoor uiteindelijk toch afzagen van hun toezeggingen. En dat ondanks grote belangstelling van architecten, aannemers, netbeheerders en defensie en 250k aan pre-orders. Echter, zonder  investeerders lukte het SunTank niet om het hoofd boven water te houden met een faillissement tot gevolg.

Evi Husson

Evi Husson

Auteur en projectredacteur Gawalo

.

Nefit Bosch Compress 7800i LWF 12 - foto: Geert-Jan Bruinsma

Warmtepomp aan het water

De uitdaging: een groot monumentaal pand comfortabel voorzien van verwarming en warm tapwater met zo min mogelijk energie. Zonder geluid producerende...

De relatie tussen airco, ventilatiesystemen en luchtdichtheid

De relatie tussen airco, ventilatiesystemen en luchtdichtheid

Hoe beter een woning is geïsoleerd, des te belangrijker het is om de ventilatie geheel mechanisch aan te sturen. Dat kan vocht- en CO2-gestuurd en...

Halen we die 1 miljoen hybride warmtepompen in 2030? 

Halen we die 1 miljoen hybride warmtepompen in 2030?

Het lijkt wel goed te gaan met de installatie van (hybride) warmtepompen. Het jaar 2023 was een recordjaar, maar dat succes moet wel doorzetten om in...

Fred de Lede, auteur Klimaatbeheersing - foto: Elske Koopman

Reeks 'Klimaatbeheersing' geboren uit gebrek aan documentatie

Een druk baasje, zo omschrijft Fred de Lede, een van de auteurs van de reeks Klimaatbeheersing, zichzelf. Hij studeerde aan de mts, ging naar het...

Eindteststation van productielijn Vincent bij Itho Daalderop in Tiel

Warmtepomp Vincent komt terug

De warmtepomp zonder buitenunit Vincent speelt bij Itho Daalderop een prominente rol. Ook nadat Itho Daalderop zelf een leveringspauze inlaste.

Elektrische infraroodstraler voor industrie

Elektrische infraroodstraler voor industrie

De eSchwank S-18000 is een elektrische infraroodstraler met een vermogen van 18 kW die een oplossing biedt voor het verwarmen van zeer hoge ruimtes.

Water-water warmtepomp WPU met 150 liter voorraadvat - afbeelding Itho Daalderop

Gasprijs is te laag

De discussie of de toepassing van warmtepompen technisch mogelijk is, hoef je met Elbert Stoffer, operationeel directeur (COO) bij Itho Daalderop,...

Thermisch comfort: wetenschap of gevoel? 

Thermisch comfort: wetenschap of gevoel?

Thermisch comfort is zowel meetbaar als ongrijpbaar. 'Meetbaar' omdat er ideale waarden zijn voor temperatuur, vocht, tocht en straling in een...