EVENEMENTEN
Install Magazine 945 – november 2017
Atic studiedag over energie-opslag in gebouwen
Een van de fundamentele problemen bij de overschakeling op hernieuwbare energie is dat de periode van maximale aanbod niet overeenstemt met die van de maximale vraag. Om die tijdverschuiving op te vangen, wordt gedacht aan verschillende manieren van energie-opslag. Een van de mogelijkheden is om gebruik te maken van thermische systemen in woningen, zoals buffervaten, eventueel in combinatie met de aansturing van warmtepompen. Om een idee te geven hoe een en ander in de praktijk kan werken, organiseerde Atic, de vereniging van HVAC-technici een studienamiddag rond dit thema.
Onderzoek vanuit de sector
Het directe aanknopingspunt voor de studiedag was een onderzoek dat gesteund werd door Atic via de Burnay-stichting, het fonds binnen de vereniging om onderzoeksprojecten te financieren. Het gaat om een onderzoek aan de Universiteit Gent onder leiding van Michel De Paepe om tot een ontwerp- en dimensioneringsinstrument te komen voor de opslag van zonne-energie in woningen. Daartoe werd een uitgebreide simulatiecampagne opgezet aan de hand van een standaard eengezinswoning. Door verschillende installatievarianten (thermische en/of elektrische opslag, oppervlakte van zonnepanelen....) en gebruikspatronen te vergelijken, kon men tot conclusies komen over de optimale configuratie.
Zo blijkt elektrische opslag doorgaans zinvol, maar het is niet realistisch om de hele elektriciteitsbehoefte proberen te dekken. Thermische opslag kan de zonnefractie wel vergroten, met ongeveer 11%. Bij kleinere installaties van zonnepanelen, blijft het nut van thermische opslag echter beperkt.
Beschikbare technieken
Thermische opslag in gebouwen is niets nieuws. Zeker in combinatie met warmtepompen of zonnecollectoren worden er al buffersystemen toegepast. Drie sprekers ging in op de beschikbare technieken. Betrand Fontaine (Sunoptimo) had het over dimensionering van zonneboilers. Zijn conclusie was dat het economisch interessanter was om te streven naar een maximale dekkingsgraad, ook al ligt de prijs per geleverde kWh dan lichtjes hoger. Laurent Vercruysse (Viessmann) had het over de impact van smart grids op warmtepomp, met de mogelijkheden van ijsopslag. Met het oog op slimme meters is het belangrijk om nu al voor een warmtepomp te kiezen die smart grid ready is. Hoe de smart grids er concreet gaan uitzien, is nog niet helemaal bekend. Zeker is wel dat de impact op het gebruikerscomfort beperkt moet blijven. Niemand zal een smart grid willen als het betekent dat men maar op vaste tijdstippen mag verwarmen of douchen. Verder is er een groot opslagpotentieel in het gasnet, door Power to Gas technieken. Wim Boydens besprak de mogelijkheden om de bouwmassa als opslag te gebruiken, door middel van betonkernactivering. Deze techniek wordt meer en meer toegepast. België staat op dit gebied overigens aan de spits van de ontwikkeling, dankzij onderzoeksprojecten zoals Geotabs en Geotherm.
Wat brengt de toekomst?
De afsluitende sessie behandelde toekomstgerichte technieken. Zo zijn Phase Change Materials een manier om de thermische opslagcapaciteit van de bouwstructuur te verhogen. Het idee is niet nieuw, maar tot nu toe hebben praktische beperkingen verhinderd dat het zijn volle potentieel zou realiseren. Ondertussen zijn er nieuwe bouwmaterialen beschikbaar waarin PCM’s op microschaal geïntegreerd zijn. Uit de studie die werd voorgesteld door Gilles Baudoin (UCL) bleek echter dat het effect ervan beperkt is. Ze zijn het meest zinvol om de capaciteit voor passieve koeling in BEN-gebouwen te vergroten.
Een meer futuristische techniek is thermochemische opslag. Het principe is eenvoudig: onder toevoer van warmte wordt een gehydrateerde vaste stof gedroogd. Als er dan warmte nodig is, wordt er weer waterdamp aan de stof toegevoerd, waardoor de reactie omkeert en er warmte vrijkomt. Het gaat daarbij meestal om zouten zoals strontiumbromide hexahydraat. Marc Frère (UMons) bracht verslag uit van de experimenten die in dit verband aan de universiteit van Bergen worden uitgevoerd. Vooraleer deze techniek inzetbaar is, moeten er nog een aantal praktische problemen worden opgelost, zoals het ontwerp van de reactor en het afgiftesysteem.
Invloed op de netten
De schommelingen tussen de elektriciteitsproductie en elektriciteitsbehoefte hebben uiteraard een effect op de stabiliteit van het net. Men kan dan warmtepompen via smartgrids aansturen om verbruikspieken op te vangen, waardoor hernieuwbare-energiesystemen zoals windturbines minder snel afgeschakeld worden. Dieter Patteeuw (KULeuven) had uitgezocht wat de impact op een Belgische situatie zou zijn. Volgens de berekeningen zou men zo 10 tot 20% van de CO2-uitstoot voor elektriciteitsproductie kunnen vermijden. Daar staat wel een hoger elektriciteitsverbruik tegenover. De grootste struikelblok wordt waarschijnlijk de economische winst voor de verbruiker. De financiële voordelen zijn waarschijnlijk te klein om consumenten spontaan in een dergelijke regeling te laten stappen.
Gabrielle Masy (UCL) keek tenslotte naar de effecten van load shifting door warmtepompen op de elektriciteitsmarkt. Door de werking van warmtepompen af te stemmen op het aanbod en de prijs van elektriciteit zijn er efficiëntiewinsten mogelijk. Daar staat tegenover dat er een meerverbruik wordt veroorzaakt. De grootste winst wordt geboekt met een predictieve sturing in functie van het weer en het gebruikersgedrag. Dergelijke systemen zijn nog niet voorhanden. Vraagverschuiving kan ook worden toegepast op woningniveau, om het eigen verbruik van PV-panelen te optimaliseren. De voornaamste parameter is hier de prijs die men krijgt om elektriciteit op het net te zetten. Als die gelijk is aan de aankoopprijs, heeft de gebruiker geen financiële reden om aan load shifting of aan opslag te doen. Het net fungeert dan immers als een batterij met 100% efficiënte: men kan net zoveel terugnemen als men erin stopt, terwijl elke vorm van opslag extra kosten en rendementsverliezen met zich meebrengt. Een andere open vraag is de invloed op de elektriciteitsprijs. Als warmtepompen massaal via smart grids gaan inspelen op de evolutie van de elektriciteitsprijs, dat ook een impact hebben op de markt.
De algemene conclusie van de dag was dan ook dat opslagtechnieken veelbelovend zijn, maar dat er nog een weg is af te leggen vooraleer alle vragen beantwoord zullen zijn.
Door Alex Baumans
