Vraagbaak Energietransitie
Inleiding
Deze rubriek heb ik ingericht om twee redenen.
In de eerste plaats vind ik het interessant om aan belangstellenden informatie te verschaffen omtrent energie en klimaat. Dit doe ik op basis van aan mij gestelde vragen.
In de tweede plaats valt het mij op dat er de merkwaardigste verwachtingen zijn omtrent de technische mogelijkheden die zouden moeten leiden tot probleemoplossingen. Ik kom met deze categorie in aanraking door gesprekken met mensen en uitlatingen in diverse media.
Vraag 5: Wat is het nut van een “slimme” radiatorventilator
(vraag van Harry Kelder d.d. 2-10-22)
In reclames voor dit product worden energiebesparingspercentages op het gasverbruik genoemd van 10 á 20 %. Helaas is dit een onjuiste voorstelling van zaken omdat energiebesparing slechts mogelijk is op een beperkt aantal manieren:
- Verwarmen van minder ruimten in de woning of deze ruimten naar een lagere temperatuur brengen.
- Verbeteren van de woningisolatie, zodat er minder warmte verloren gaat
- Verhogen van het rendement van de CV-ketel
De eerste twee punten zijn niet van toepassing omdat dit los staat van het gebruik van een radiatorventilator.
Blijft punt 3 dus over. Het rendement van een CV installatie is alleen bij een HR-ketel beïnvloedbaar. Dit wordt veroorzaakt door het feit dat een HR-ketel slechts optimaal functioneert als de retourtemperatuur van het water lager is dan 60 graden. Bij elke verlaging van deze temperatuur met 10 graden, neemt het rendement van de ketel met 3 % toe. De theoretisch maximale rendementsverbetering is 11 %. (bij een verlaging van de retourtemperatuur naar 20 graden)
De invloed van een radiatorventilator beperkt zich tot het verbeteren van de warmte-afgifte van een radiator naar de omliggende ruimte. Een vergroting van de radiator zou hetzelfde effect hebben.
Beide situaties zouden betekenen dat de watertemperatuur enigszins verlaagd kan worden, zodat het rendement van de HR-ketel verbetert. Een praktisch getal voor een dergelijke temperatuurverlaging zal 5 á 10 graden zijn. In het gunstigste geval zal dan het CV-rendement met 3 % toenemen. Op een verbruik van 1.350 m3 gas per jaar betekent dit een besparing van 40 m3 gas per jaar.
Dit geldt alleen als alle radiatoren in de woning met deze ventilatoren worden uitgerust.
Voordelen radiatorventilator: 3 % minder gasverbruik.
Nadelen radiatorventilator:
– Minder effectief dan radiatorvergroting
– Aansluiting op elektriciteitsnet nodig
– Ventilatorgeluid hoorbaar.
Vraag 4: Hoeveel woningdaken in Baarn zijn geschikt voor zon-op-dak
(Vraag van Karin van der Raad-Doornik in de BC van 20-12-21)
In tegenstelling tot wat Karin beweert, is het wel degelijk zo dat veel daken niet geschikt zijn voor zonnepanelen. Dit heeft o.a. te maken met sub-optimale dakhellingen, niet gericht kunnen zijn op het zuiden, dakconstructies, enz.
De onderliggende vraag is echter dat men wil weten hoeveel energie er nu eigenlijk opgewekt kan worden met zon-op-dak. Daar is veel onderzoek naar gedaan, o.a. door het Kadaster. Ook de Klimaatmonitor levert veel gegevens, maar concrete getallen voor bepaalde gemeentes zijn echter niet bekend.
Het enige wat je kunt doen, is op basis van enkele aannames een eenvoudige berekening te maken.
Laat ik dat hier eens doen.
Door mij gehanteerde uitgangspunten:
Er zijn 11.500 woningen in Baarn.
Gemiddeld worden er per woning-met-zonnepanelen 10 panelen geplaatst.
Uiteindelijk zal 50% van de geschikte woningen meedoen.
Deze woningen zijn voor een deel minder geschikt, maar leveren wel energie. Hiervoor corrigeren we ook met een factor 50%.
Dan wordt het rekensommetje voor zon-op-dak als volgt:
5750 woningen x 10 panelen= 57.500 panelen zon-op-dak. Bij optimale oriëntatie zou dat jaarlijks 14.5 GWh energie op kunnen leveren.
Met 50% correctie voor niet-optimale ligging wordt dit dus ongeveer 7 GWh per jaar voor zon-op-dak in de gemeente Baarn.
Afhankelijk van de gestelde uitgangspunten kan een ieder dus zelf bepalen hoeveel de bijdrage van zon-op-dak van woningen zal zijn.
(wellicht ten overvloede: in de maanden november t/m februari is maar 13 % van de berekende jaarlijkse zonne-energie beschikbaar)
Vraag 3: Kan ’s winters de warmtepomp draaien op zonnepanelen op het dak
Ondanks misverstanden op dit gebied is deze vraag eenvoudig te beantwoorden.
Stel we hebben een gemiddelde woning met 8 zonnepanelen op het zuiden. Deze leveren jaarlijks 2200 kWh elektrische energie. 12 % daarvan wordt in de maanden november t/m februari opgewekt. Dit is 265 kWh.
Stel dat in deze 4 maanden de warmtepomp zijn werk moet doen. Hier is 5.000 kWh voor nodig.
De zonnepanelen leveren dus maar 5% van de energie die nodig is.
Vraag 2:
Waarom worden personenauto’s niet uitgerust met zonnepanelen op het dak
Dat is heel eenvoudig uit te rekenen met een praktijkvoorbeeld. De meeste van mijn berekeningen hebben te maken met energie en niet zozeer met vermogen. Om bovenstaande vraag te beantwoorden moeten we echter weten hoeveel vermogen een auto nodig heeft om zich met een snelheid van 100 km/uur voort te bewegen.
Welnu:
Een elektrische auto heeft met een 60 kWh accu een actieradius van 300 km. Dat wil zeggen dat deze accu na 3 uur rijden met 100 km/uur leeg is. Per uur is er dus 20 kWh verbruikt.
Het benodigde vermogen tijdens het rijden is dus 20 kW.
Nu nog het vermogen dat een standaard zonnepaneel van 1 x 1,60 meter kan leveren. Dit is bij volle zon en geen schaduw: 300 Watt.
Het aantal benodigde zonnepanelen op het dak van een auto bedraagt dus: 20.000 / 300 = 70 stuks
Vraag 1:
Grootschalige elektrische opslag in accu’s, die kunnen we toch gewoon ontwikkelen
Het korte antwoord: Dit is onmogelijk
Het langere antwoord:
De meest geavanceerde accu, op basis van het metaal Lithium, is 40 jaar geleden uitgevonden. In deze periode is over de hele wereld in talloze laboratoria onderzoek gedaan om deze zo goed mogelijk te laten functioneren.
Er zijn vele uiteenlopende eisen die aan een praktische accu gesteld worden, vandaar dat er wel verschillende typen zijn ontwikkeld. De belangrijkste eigenschap is de energie-dichtheid, d.w.z. hoeveel energie kun je in een bepaald volume of gewicht opslaan.
Deze hoeveelheid energie is dermate weinig, dat deze accu ongeschikt is voor grootschalige energie-opslag.
Eerste illustratie:
Stel dat je een accu, zoals in elektrische auto’s wordt gebruikt, in een woning zou installeren als reserve voor perioden dat er te weinig zon is om van zonnepanelen gebruik te kunnen maken.
Deze accu heeft een capaciteit van 60 kWh.
Een gemiddeld huishouden met een elektrische auto en warmtepomp verbruikt in de winter 24 kWh per dag. (8.800 kWh per jaar).
De accu kan dus 60/24= 2,5 dag het huishouden van stroom voorzien.
Elektrische energie voor 2,5 dag huishoudelijk gebruik en een chemisch zeer gevaarlijke installatie met een gewicht van 360 kg. Over de kosten zal ik het maar helemaal niet hebben.
Tweede illustratie:
De zeer slechte opslagcapaciteit van Li-ion accu’s wordt ook duidelijk als er een vergelijking gemaakt wordt met fossiele brandstof, zoals benzine.
Een liter benzine bevat 9 kWh energie.
Een bekend type Li-ion accu zoals op e-bikes wordt toegepast bevat 0,4 kWh. Deze weegt 2,5 kilo.
Om een liter benzine te vervangen door Li-ion accu’s, zijn er 22 stuks nodig.
Bovendien: een liter benzine weegt 800 gram, deze stapel accu’s weegt 40 kg.