artikel

Wat maakt een all-electric concept succesvol?

klimaattechniek

All-electric concepten zijn totaaloplossingen voor aardgasloos verwarmen, bereiden van warm tapwater en koken. Met een uitgekiende combinatie van bouwkundige maatregelen en installaties op elektriciteit kunnen ze woningen energieneutraal maken. Hoe ziet het ideale all-electric concept eruit? Twee specialisten geven hun visie.

Wat maakt een all-electric concept succesvol?
All-electric concept voor kleine huizen van Solar Compleet.

Tekst: Marion de Graaff

 

Stephan van Schie komt uit de installatiebranche en combineert in Solar Compleet zijn technische kennis met zijn passie voor duurzaamheid. Hij is ervan overtuigd dat all-electric concepten de enige manier zijn om de energietransitie van de grond te krijgen. “Totaaloplossingen, pakketten, concepten: het zijn allemaal manieren om het voor de eindgebruiker zo gemakkelijk mogelijk te maken. Ontzorgen is key.”

 

Financiële plaatje

Fred Verhaaren van innovatiebureau Helena Sustainable Innovations, wiens roots in de procesindustrie en de infrastructuur liggen, is diezelfde mening toegedaan. Hij voegt eraan toe dat daarbij ook naar de investeringskosten en de exploitatiekosten moet worden gekeken. “Zodra de investering te hoog wordt, haken mensen af”, stelt hij. “Als je de financieringslasten (kosten rente en aflossing van de investering) en energiebesparing (baten) in woonlasten vertaalt, dan krijg je een ander plaatje. Het is belangrijk om dát financiële plaatje – plus wat het uiteindelijk oplevert – helder en transparant te presenteren.”

 

Opwekkers

All-electric concepten zijn altijd samengesteld uit verschillende componenten. Meestal bestaan ze uit een combinatie van opwekkers, een distributiesysteem, een afgiftesysteem en een intelligent regelsysteem.

Voor het opwekken van elektriciteit worden meestal zonnepanelen toegepast. Daarvoor bestaan ook alternatieven zoals thermische zonnepanelen (PVT-panelen) of een systeem dat daglicht omzet in energie, zoals het Hone-systeem van Solar Compleet. PVT-zonnepanelen wekken stroom (PV) op, maar verwarmen ook het tapwater voor in de zomermaanden (T). Ze worden daarom ook wel PVT-panelen of warmtepomp-panelen genoemd.

 

TPV-paneel

Daglichtsysteem Hone produceert net als een PVT-paneel warm water maar dan van 50 graden en hoger, en een stuk elektriciteit. Het warme water gaat daarbij in een buffervat en kan direct worden gebruikt als het nodig is. Het buffervat is hiermee de hoofdverzamelaar van de energie en kan worden aangesloten op een gasgestookte ketel, een warmtepomp of op een biomassa-pelletkachel.

Van Schie: “Je zou Hone een TPV- paneel kunnen noemen, waarbij de nadruk ligt op het produceren van direct bruikbare thermische warmte, zonder gebruik te maken van een secundaire bron zoals een warmtepomp of bestaande ketel. Hierdoor wordt een maximale CO2– en energiebesparing gehaald, omdat dit een vrije energieopwekking betreft. Bij een PVT-paneel is dat anders: dat wordt vaak gebruikt als een stukje voorverwarming van de warmtepomp en er zal altijd een elektrische hulpbron nodig zijn om er bruikbare energie van te maken.”

Daglichtsysteem Hone produceert warm water en elektriciteit.

 

Afgiftesysteem

Een ander belangrijk onderdeel van een all-electric concept is het systeem voor de warmteafgifte. Dat kan vloerverwarming zijn, maar ook convectoren, infraroodpanelen of radiatoren. Al die componenten werken samen dankzij een intelligent powermanagementsysteem.

Afgiftetemperatuur

Helena Sustainable Innovations baseert haar all-electric concept op een bodemenergiesysteem met PVT-panelen. Door de afgiftetemperatuur van de bestaande cv-ketel zoveel mogelijk te benaderen met een compacte en energie-efficiënte bodemenergiepomp, kunnen de aanpassingen aan het warmteafgiftesysteem in eerste instantie tot een minimum worden beperkt. Op termijn, bijvoorbeeld bij een verhuizing of bij groot onderhoud, kunnen deze aanpassingen het verwarmingssysteem alsnog energie-efficiënter maken.

 

Keuze afgiftesysteem

De keuze voor een afgiftesysteem hangt bij Solar Compleet voor een groot deel af van staat van de schil en vooral de kierdichtheid van een woning. Van Schie geeft een voorbeeld: “In een enorm goed geïsoleerd huis met triple glas is elektrische vloerverwarming niet aan te raden. De vloer wordt dan nooit warmer dan 25 graden, en dat is niet comfortabel. Snelle verwarming met convectoren is een betere optie, dan ben je gelijk de koudeval bij de ramen kwijt. In een wat oudere, iets minder goed geïsoleerde woning is vloerverwarming wel een mooie oplossing. Zeker in combinatie met convectoren of door de bestaande radiatoren met boosterventilatoren uit te rusten, zodat er extra convectie en een lagere temperatuur cv-water ontstaat.”

 

Concept voor kleine woningen

Voor verschillende woningtypen, maar ook voor de gestapelde bouw werkte Van Schie een aantal concepten uit. Een van de totaaloplossingen van Solar Compleet is bedoeld voor woningen tot 150 m2. Daar is op dit moment veel vraag naar voor nieuwbouw, renovatieprojecten en Tiny House concepten.

 

Plug-and-play omkasting

Het hart van de installatie is een plug-and-play omkasting waarin de besturing van alle componenten samenkomt. Die componenten zijn: een Hone daglicht energiesysteem, een thermodynamische of lucht-waterwarmtepomp, een set zonnepanelen en een buffervat. Hierbij zorgt vloerverwarming eventueel in combinatie met convectoren in de slaapkamers voor de warmteafgifte.

 

Rekenmodel

Welk van de concepten uiteindelijk het beste in een situatie past, is te bepalen door een gebouw of wooncomplex in een nzeb-rekenmodel (nero-zero-energy-building) te zetten, en daarbij ook de bouwkundige constructie en de zoninstraling mee te nemen. Vaak is er met simpele aanpassingen al een flinke besparing te realiseren. Een goede kierdichting, het optimaal inregelen van de bestaande cv-installatie, bestaande wanden/vloeren/dak extra isoleren; het is van invloed op de keuze voor een bepaald concept.

 

All-electric bij nieuwbouw

Fred Verhaaren maakt bij het ontwikkelen van zijn all-electric concepten nadrukkelijk onderscheid tussen nieuwbouw en bestaande bouw. “Een nieuwbouwwoning kan relatief eenvoudig energieneutraal of zelfs -positief gemaakt worden als daar bij de kavelindeling en dakontwerp al rekening mee wordt gehouden, zoals bijvoorbeeld met de oriëntatie en helling van het dak.”

“Een traditioneel pannendak is primair ingericht voor de functies waterdichtheid en isolatie. Met de energietransitie komen daar twee functies bij, namelijk opwekking van elektriciteit en warmte. Dit vraagt om een herontwerp van het traditionele dak, waarbij de twee extra functies worden geïntegreerd in een zogenaamd Building Integrated Photovoltaïc Thermal (BIPVT) dak. Voor dit dak is maar een hellingshoek van ongeveer 20° nodig, denk bijvoorbeeld aan een lessenaardak. Zo’n dak met een kleine hellingshoek is optimaal te benutten voor de opwekking van elektriciteit en warmte in combinatie met bodemwarmtepompsystemen. Energiepositief zou dan voor een nieuwbouwwoning de norm moeten zijn.”

 

All-electric bij bestaande bouw

Het bestaande woningbestand vraagt om een andere benadering. Het uitgangspunt moet volgens Verhaaren zijn dat de bestaande woning zo min mogelijk hoeft te worden verbouwd. De oplossing van Helena Sustainable Innovations daarvoor is een all-electric concept waarbij een compact en modulair opgebouwd bodemwarmtepompsysteem de cv-ketel ruimtelijk en functioneel één op één vervangt.

 

Centrale energieopwekking

Voor de zeer dicht bebouwde omgeving of monumentale binnensteden ontwikkelde Verhaaren een alternatief concept. Lokale opwekking van energie op de daken en opslag in de bodem is dan niet altijd mogelijk of wenselijk. In plaats daarvan is een interessante optie centrale opwekking en opslag op nabijgelegen bedrijfsdaken of PVT-zonneparken in combinatie met een zeerlagetemperatuurnetwerk (ZLT) van 10 – 30 ⁰C en compacte warmtepompsystemen in de (monumentale) woningen en gebouwen.

Ook open water in de nabijheid kan met drijvende PVT-installaties met warmteopslag daaronder in afgeschermde gelaagde-temperatuurbufferbassins worden benut. Via een ZLT-netwerk wordt de laagwaardige warmte aan de compacte warmtepompen in de woningen in de binnenstad geleverd. Deze warmtepompen zetten deze laagwaardige warmte vervolgens om in hoogwaardige warmte, die nodig is voor verwarming en warm tapwater.

 

Uniformiteit en eenvoud componenten

De componenten en de regelingen in een all-electric concept moeten simpel zijn, vindt Stephan van Schie. “Eenvoudig, betrouwbaar, makkelijk te onderhouden en eventueel te vervangen, en dan heel graag merk-onafhankelijk. Natuurlijk zijn servicemonteurs breed opgeleid, maar om voor elk merk en type verschillende onderdelen te moeten gebruiken, is haast niet te doen. Een all-electric woning kan nog zo’n goede COP draaien, als het geheel niet te servicen is, gaat het toch fout. Uniformiteit en eenvoud spelen een belangrijke rol bij het vermarkten van all-electric concepten, zowel voor de eindgebruiker als voor de installateurs.”

 

Installateur als intermediair

“Ik zie voor de installateur de rol van intermediair: vaak hebben opdrachtgevers hun eigen vaste installateur. Met die installateur gaan wij vervolgens een samenwerking aan. We nemen de vraag en de situatie van de opdrachtgever door en kijken wat de beste oplossing is. Dat werkt heel goed.”

 

Tien succesfactoren voor een all-electric concept

Bij all-electric concepten staat het gebruik van duurzame energie voorop, maar nog veel belangrijker is het reduceren van de energiebehoefte, aldus Stephan van Schie. “Feitelijk begint de route naar all-electric bij de schil en eindigt het met de verduurzaming van de energieopwekking. Het gaat er om de juiste balans te vinden tussen investering, comfort, besparing en CO2-reductie.”

Zowel Van Schie als Verhaaren ziet in all-electric concepten een mooi alternatief voor gas, dat nóg interessanter gaat worden als er slimmere en betere mogelijkheden voor energieopslag komen.

All-electric concepten moeten volgens Verhaaren daarnaast aan de volgende eisen voldoen:

  1. Wekken elektriciteit en warmte duurzaam op
  2. Geschikt voor de bestaande woningvoorraad
  3. Energie-efficiënt, niet alleen gemiddeld per jaar maar ook bij veel vraag of aanbod
  4. Belasten bestaande elektriciteitsnet zo min mogelijk
  5. Comfortabel voor de eindgebruiker
  6. Betrouwbaar, veilig en stil
  7. Onderhoudsarm
  8. Zo laag mogelijke investerings- en exploitatiekosten
  9. Goed inpasbaar en efficiënt te installeren
  10. Gebruiksvriendelijk

 

Reageer op dit artikel