WARMTEPOMPEN
Install Magazine 1003 – mei 2025
Slimmer verwarmen
Resultaten van onderzoek naar slimme sturing
Het aanbod van groene stroom varieert in de tijd, wat zich onder meer vertaalt in grotere prijsschommelingen. Als we naar een grotendeel geëlektrificeerde verwarming gaan door middel van warmtepompen, zullen die toestellen op die schommelingen moeten inspelen. Flexibiliteit wordt het sleutelwoord van het toekomstige energiesysteem. Twee onderzoeksprojecten, Thermi-Var en Steev-Smartheating gingen na hoe warmtepompinstallaties zo efficiënt mogelijk konden worden ingezet in functie van een wisselend stroomaanbod. De resultaten werden begin februari voorgesteld op een evenement bij Buildwise, dat overigens een partner was in het onderzoek.
No flex, no glory
De inleiding van Maarten De Cuyper, voorzitter van de Raad van Bestuur van de Vlaamse Nutsregulator (voorheen VREG), zette al meteen de toon: de energietransitie is niet zozeer een capaciteitsprobleem, dan wel een flexibiliteitsprobleem. Bij zon- en windenergie, de voornaamste bronnen van groene stroom is het aanbod wisselend en slechts beperkt voorspelbaar. Het komt er dus op aan om de vraag te sturen zodat die zoveel mogelijk overeenkomt met het aanbod. Dat gebeurt nu al in zekere mate door het capaciteitstarief, dat verbruikspieken moet afvlakken. Ook dynamische prijzen kunnen het lonend maken om het elektriciteitsverbruik naar bepaalde periodes te verschuiven. Wie zonnepanelen heeft, is er ook gebaat bij om de opbrengst ervan zoveel mogelijk zelf te verbruiken. De vraag bij dat alles is, welke rol kunnen warmtepompen hierin spelen?
De onderzoeksprojecten Thermi Var (met als kerngroep Thomas More, Buildwise en Volta) en STEEV (van Buildwise en Volta) probeerden hier een antwoord op te geven. We vatten enkele krachtlijnen van de resultaten samen.
Uitschakelen is beter dan optoeren
Een mogelijke regelstrategie is om de warmtepomp een boost te geven als er veel groene stroom beschikbaar is. De groene stroom wordt dan opgeslagen als warmte door het stookregime te verhogen en/of een buffervat op te laden. Die methode heeft echter het nadeel dat het rendement van de warmtepomp zal dalen naarmate het werkingsregime hoger wordt. Men moet er dus voor oppassen dat de winst van de lage stroomprijs niet teniet gedaan wordt door een verlies aan rendement.
Het is efficiënter om de looptijd van de installatie zoveel mogelijk te laten overeenkomen met de periodes wanneer er groene stroom beschikbaar is, en ze dan uit te schakelen als het aanbod wegvalt. De warmtepomp werkt dan aan een optimaal rendement, en door ze stil te leggen, reduceert men de verliezen tot nul. Dat houdt natuurlijk risico’s voor comfortverlies in, en werkt alleen als de woning voldoende thermische inertie heeft om lange periodes zonder een actieve verwarming aan te kunnen. Ook de SWW-vraag kan wel roet in het eten gooien door de warmtepomp op minder optimale momenten aan te laten springen. De potentiële winst van deze aanpak is echter groter dan bij een boost.
Zorg voor een goed werkende installatie
Een slimme sturing zal alleen maar echt effect hebben als de installatie goed werkt. Indien er problemen zijn met de instellingen, het afgiftesysteem of hydraulische inregeling, zullen die complicaties alleen maar groter worden als men op de regeling gaat ingrijpen. Een verkeerd gekozen stooklijn kan bijvoorbeeld de mogelijke winst teniet doen door een lagere COP van de warmtepomp.
In dit verband moet men ook rekening houden met de eigenschappen van de warmtepomp in kwestie. De ene warmtepomp reageert sneller dan de andere. Een traag reagerende warmtepomp beperkt de mogelijkheden om snel in te spelen op bijvoorbeeld wisselende bezonning. Als men probeert om pieken in het aanbod maximaal te benutten, kan het een tijd duren eer de warmtepomp op vol vermogen is, zodat men een deel van de piek mist. Dikwijls zal het toestel nog een tijd nadraaien als de bezonningspiek al voorbij is, wat eveneens negatief is voor het rendement. In hoeverre dit effect speelt, hangt af van fabrikant tot fabrikant.
Hou het simpel
Dat brengt ons bij een volgende vraag: op welke parameter stuurt men een warmtepomp best aan? Men kan bijvoorbeeld gebruik maken van eigen productie van zonnestroom door de warmtepomp op te starten als de regeling merkt dat er injectie naar het net is. Dat levert echter alleen iets op met een snelreagerende warmtepomp, zoals hierboven uitgelegd. Een andere mogelijkheid is om de installatie in te schakelen op basis van de weersvoorspelling, maar dan moet men er rekening mee houden dat de voorspellingen nooit 100% accuraat zullen zijn. Men kan de precisie wel verbeteren door voorspellingen op kortere termijn te gebruiken.
Uit praktijkonderzoek blijkt echter dat men al een heel eind komt met een gewone kloksturing. De bezonningsuren en verbruikspieken zijn vrij voorspelbaar. Met een kloksturing op basis van de verwachte patronen haalt men al een goed resultaat. Met meer geavanceerde strategieën kan men natuurlijk nog betere resultaten halen, maar de meeropbrengst blijft beperkt.
Wat levert het op?
De uiteindelijke vraag blijft dan ook: wat levert het op? De impact van warmtepompsturing op het capaciteitstarief is beperkt: uit de studies blijkt dat dit ongeveer 120 euro per jaar is. Een warmtepomp leidt immers normaal gezien niet tot grote pieken. Het is wel een grote verbruiker in kWh, maar een warmtepomp heeft een lange looptijd aan een beperkt vermogen. De impact op de vermogenspiek door het opladen van een elektrisch voertuig is veel groter. Naarmate het effect van flexibiliteit op de prijszetting van elektriciteit groter wordt, zal de winst natuurlijk stijgen.
Maakt men gebruik van een dynamisch tarief, dan is het potentieel een stuk groter, omdat men dan ook maximaal kan profiteren van lage elektriciteitsprijzen. In combinatie met PV-panelen is de mogelijke winst nog groter, door het optimaliseren van het eigenverbruik. Telt men al die effecten op, dan wordt het financiële plaatje wel interessanter.
De conclusie is dat een warmtepomp wel degelijk mogelijkheden tot een flexibele sturing biedt, zelfs met relatief eenvoudige ingrepen. In hoeverre zich dat vertaalt in een business case hangt af van de tariefstructuur van de elektriciteitsprijzen.
Door Alex Baumans
