Categorieën
PVT

De eerste drie maanden

Halverwege juni zijn er een warmtepomp en PVT-panelen geplaatst in en op ons huis. De bedoeling hiervan was om hiermee een flinke stap te zetten in onze persoonlijke energietransitie: grotendeels van het gas af en tegelijkertijd stroom opwekken voor de warmtepomp. Over het plaatsen van de installatie schreef ik eerder op deze blog (deel 1 en deel 2). Het geheel draait nu drie maanden, tijd voor een update.

Het verhaal kan heel kort zijn: “It just works.”

Maar ja: juni, juli, augustus waren natuurlijk zomermaanden waardoor de warmtepomp nauwelijks cv-water heeft hoeven verwarmen en alleen gewerkt heeft voor het verwarmen van de boiler: warm water voor bad, douche en afwas. Leuk om die gegevens wel even op een rij te zetten als een soort nulmeting voor we het koude seizoen in gaan.

Zowel op de warmtepomp als op de thermostaat is het mogelijk om het energieverbruik en de warmteopwekking van de pomp af te lezen. Waarom die getallen niet precies hetzelfde zijn, maar een paar kWh verschillen zal wel altijd een raadsel blijven. Ik houd het maar op interne afrondingsverschillen tot er een betere verklaring is. Hieronder de gegevens.

Stroomverbruik (kWh)Warmtelevering (kWh)COP
Juni (vanaf 12)451053,3
Juli601553,6
Augustus551403,5
September (tot 12)20473,4
Totaal1804473,5
Stroomverbruik, warmtelevering en rendement voor maken van warm water. Maandag tot vrijdag wordt de boiler tot 50 graden verhit (2 x 1 uur per dag), in het weekend tot 60 graden (2 x 2 uur per dag).

De COP (Coefficient of Performance) is een maat voor het rendement van een warmtepomp. Het geeft de verhouding weer tussen de hoeveelheid geleverde warmte en de toegevoerde elektrische energie. Voor een COP=1 geldt dat deze aan elkaar gelijk zijn, zoals bij een waterkoker of elektrische boiler. De elektrische energie wordt omgezet in warmte, en daar blijft het bij. Een waarde van 3,5 betekent dat de warmtepomp met 1 kWh elektrische energie ook nog 2,5 kWh aan energie uit de buitenlucht heeft gehaald, om dan totaal 3,5 kWh warmte aan het boilervat te leveren.

In 2019 heb ik in de vergelijkbare periode van 3 maanden ca. 50m3 gas gebruikt voor warm water. Bij verbranding van het gas levert dat ca. 50 m3 x 9 kWh/m³ = 450kWh warmte op. Helemaal vergelijkbaar met het verbruik in 2020 dus.

In deze drie maanden hebben de 24 panelen natuurlijk ook stroom gegenereerd. In totaal was dat ongeveer 1950kWh. Daarbij steekt de 267kWh aan warmte wat mager af. De stroomopbrengst had overigens nog hoger uit kunnen vallen, maar op 19 augustus besloot de omvormer er plotseling mee op te houden. Het duurde twee weken voor er (uiteraard onder garantie) een nieuwe kwam. Wat er misgegaan is, is niet duidelijk geworden: de omvormer heeft 16 maanden probleemloos gewerkt, en de leverancier geeft er 12 jaar garantie op. Dat doe je niet als je geen vertrouwen hebt in je product.

Op dit plaatje kun je per paneel de energieopbrengst aflezen. Duidelijk te zien is dat de panelen die aan de oost-noord-oost kant van de schuur liggen (de bovenste rij) een lagere opbrengst hebben dan de panelen op west-zuid-west (onderste drie rijen).

PV opbrengst PVT panelen eerste 3 maanden (jun-sep 2020)

Al met al zijn we tevreden gebruikers. Het rendement van de warmtepomp is prima en gas hebben we niet meer gebruikt. We zijn benieuwd naar de herfst en natuurlijk winter als de warmtepomp ook het huis gaat verwarmen.

Categorieën
PVT

Installatie van de PVT- panelen

In deze tweede blog (zie ook deel 1) vind je informatie over de keuze van het vermogen van de warmtepomp en een aantal foto’s van de twee dagen waarop de installatie plaatsvond.

Dimensioneren

Het bepalen van het juiste vermogen van de warmtepomp is een ware kunst. Je wilt er eigenlijk voor zorgen dat de warmtepomp precies genoeg warmte aan het huis kan toevoegen als er op een koude winternacht door de ramen en muren weglekt. Heeft de warmtepomp een te klein vermogen, dan wordt het niet lekker warm, een te groot vermogen is ook niet fijn, want dan is de warmtepomp (en andere delen van de installatie) weer te duur en zal hij sneller slijten omdat hij vaker aan- en uitgaat (pendelen). Als je een nieuwbouwhuis hebt, wordt er in het ontwerpproces een berekening gemaakt die precies aangeeft wat het benodigde vermogen is. Heb je een bestaand huis dan is het lastiger. Zeker in ons geval, omdat het huis al een aantal keer verbouwd is -voor we het kochten- waarbij niet duidelijk is terug te vinden of de nieuwe delen van het huis op dezelfde manier geïsoleerd zijn. Ook twijfelen we of alles nog wel even kierdicht is als 25 jaar geleden de bedoeling was.

Om uit te vinden wat de warmtebehoefte is in ons bestaande huis ben ik uiteindelijk in de tweede winter gaan experimenteren met de CV-ketel. Het is een 25kW ketel waar een maximum vermogen op in te stellen is als percentage. Het laagste niveau dat de ketel aankon was 21%. Dat komt neer op een vermogen van 5,2kW. De hele winter (2019/2020) is het met die instelling warm gebleven in huis. Volgens het KNMI was het een zeer zachte winter, maar ook op de nachten waarin het wel koud was bleef het binnen warm. We hebben het huis continu op 21 graden en passen geen nachtverlaging toe.

Onze conclusies:

  • Verwarmen van het huis met een warmtepomp is mogelijk, want het huis wordt warm met lage-temperatuur CV-water (37°C was de maximale temperatuur die benodigd was);
  • Om het warm te houden met nachten waarin de temperatuur tot -5 daalt hebben we aan een vermogen van 5kW genoeg

Na veel lezen, vergelijken van offertes en een bezoek aan de fabrikant hebben we gekozen voor het Volthera-systeem van Alius. Het combineert een aantal elementen die ze goed op elkaar afgestemd hebben: De PVT-panelen, een Vaillant warmtepomp, een boilervat en een regelsysteem. De zonnepanelen hebben geïntegreerde optimizers en worden aangesloten op een omvormer van SolarEdge. Al pratend met de installateur bleek het standaard-systeem van 16 panelen met een 3kW warmtepomp (De Volthera plug-and-play) echt te klein te zijn. Dan zou de gasketel gedurende een groot deel van de winter bij moeten springen, en dat wilde ik vermijden. Daarom hebben we gekozen voor een 5kW warmtepomp die is aangesloten op 24 PVT -panelen.

Van het gas af?

Om zeker te zijn dat het in de winter warm blijft in huis hebben we ervoor gekozen om de CV-ketel te laten hangen en een hybride opstelling te maken. Als de warmtepomp merkt dat het niet lukt om het huis warm te krijgen zal hij de gasketel af en toe inschakelen om bij te verwarmen.

Op die manier kunnen we een paar winters ervaring opdoen, en zien hoe vaak het nodig is dat de gasketel bijspringt. De warmtepomp bevat ook een elektrisch element dat gebruikt kan worden om bij te verwarmen. Door bij te houden welk vermogen er nodig is als het heel koud is, kunnen we dan de rekensom maken: loont het de moeite om het gas af te sluiten (we besparen dan de vaste kosten) en in plaats daarvan het elektrische element af en toe in te schakelen? Een derde mogelijkheid is er uiteraard ook nog: het huis beter isoleren zodat de warmtevraag vermindert!

Panelen op het dak

De 24 PVT-panelen zijn geplaatst op het dak van onze schuur. Hier de “voor” foto. Het dak is georiënteerd op het west-zuid-westen, wat ervoor zorgt dat de zon vooral in de middag en avond vol op dak schijnt. Aan deze kant is plek voor 18 panelen, de overige 6 komen aan de andere kant van de schuur, gericht op het oost-noord-oosten.

Alle materialen handzaam bij elkaar. Van rechts naar links: het boilervat, daarachter de warmtepomp. Een stapel met PVT-panelen en de glycol waar de panelen straks mee gevuld worden.

Bovenop ligt de montagerails voor de panelen.

De reservoirs in de panelen worden per 2 panelen in serie gekoppeld. Zo’n setje wordt aangesloten op een 12-groeps verdeler die bij de nok van het dak geplaatst is. Het heeft wat weg van de structuur van de vloerverwarming, ook is het mogelijk om hier het debiet na te stellen per paneelset als er veel verschil zit tussen de lengte van de slangen.

Als het dak bijna vol ligt zie je duidelijk de spaghetti aan slangen. Achter ieder paneel zit ruim 13 liter vloeistof (water+glycol). Direct na het plaatsen van iedere set wordt deze gevuld en gedurende een half uur doorgespoeld zodat alle lucht eruit is.

Het is af, en het dak ziet er strak uit. Wat je hier niet ziet, is dat tegelijkertijd ook de optimizers van de panelen aan elkaar zijn gekoppeld, en dat deze ‘string’ aan de omvormer is aangesloten.

Deze omvormer was vorig jaar al geplaatst, samen met de eerste set zonnepanelen op het voordak van het huis.

De zes panelen aan de oostkant van het dak zitten er ook bijna op. Deze zullen aan elektriciteit vermoedelijk niet veel opleveren, maar voor het thermische deel maakt dat niet uit. Daarvoor is de temperatuur van de buitenlucht het belangrijkste.

Binnen in de schuur is intussen ook alles aangesloten. Links de warmtepomp, rechts het boilervat met daarboven het expansievat voor de PVT-panelen.

De buizen die vanaf de warmtepomp naar boven gaan, lopen via de zolder door het dak naar de verdeler toe. Aan de rechterkant van de foto zie je de koperen leidingen (warm en koud water, en cv-aanvoer en retour) die vanaf hier door de garage naar het woonhuis gaan, en daar aangesloten zijn op de bestaande leidingen.

De eerste ervaringen

Sinds 13 juni leveren de panelen stroom, en zorgt de warmtepomp voor warm water in de boiler. Dat gaat beiden probleemloos. Het huis verwarmen is nog niet nodig, dat zal waarschijnlijk pas vanaf eind september / begin oktober nodig zijn.

In eerste instantie werd de CV-ketel nog ingeschakeld als naverwarmer om het water uit de boiler (ca. 50°C) altijd verder te verwarmen naar 70°C ter voorkoming van legionella. Omdat ik dat zonde vond van het gasverbruik (ca. 0,3 m³ per dag) heb ik deze functie na de eerste week uitgezet en ben overgegaan naar periodieke thermische desinfectie van de boiler: eens per week wordt de inhoud naar hogere temperatuur (60-65°C) verwarmd en daar een tijdje gehouden. Sinds eind juni staat de gasmeter dan ook stil.

Categorieën
PVT

PVT panelen

Al sinds we in 2018 ons nieuwe huis hebben gekocht en de eerste verbouwing gestart zijn, proberen we bij iedere verandering een paar stappen vooruit te denken: hoe zorg je er bijvoorbeeld voor dat het energieverbruik van het huis steeds lager wordt, hoe kunnen we bijdragen aan het verminderen van de CO₂ uitstoot, terwijl natuurlijk het comfort in het huis hoog blijft.

Verwarming

Nog voordat we onze intrek namen in het huis, is de hele benedenverdieping voorzien van nieuwe vloerverwarming. Doel hiervan was om met een lage aanvoertemperatuur van het water het huis warm te krijgen. Het water wordt op de traditionele manier verwarmd: een cv-ketel met een vermogen van 25kW, aangestuurd door een kamerthermostaat.

In de eerste winter (2018/2019) dat we er woonden bleek de thermostaat heel veel moeite te hebben om de temperatuur goed te regelen. Door de vloerverwarming met daarbovenop ook nog een houten vloer was er een heel traag systeem ontstaan, met als gevolg grote under- en overshoot van de binnentemperatuur. In de tweede winter ben ik dan ook gaan meten aan de temperaturen van de verwarming om op die manier meer gevoel te krijgen voor wat er gebeurt in de ketel en onder de vloer. Misschien schrijf ik nog wel eens een blog over hoe ik dat aangepakt heb, maar in het kort: een flink aantal temperatuursensoren (DS18B20) aan een Raspberry Pi om de temperatuur te meten van het water dat de ketel verlaat, de vloerverwarmingsverdeler inkomt, de verschillende groepen in de vloer ingaat, en natuurlijk ook weer het pad terug. Daarbij had ik geluk dat de Nefit ketel ook gegevens over temperatuur en energieverbruik digitaal kon aanleveren. Via allerlei integraties in Home Assistant ging de data naar een Influx database en kwamen er via Grafana grafieken die veel inzicht gaven. Al vrij snel bleek de oplossing heel simpel: stuur niet op de binnentemperatuur, maar stuur op de buitentemperatuur. Dat werkte heel goed: in de tweede winter was het comfortabel warm.

Volgende stap – een warmtepomp

Alle acties tot nu toe waren er op gericht om op termijn ‘van het gas af te komen’. Waarbij het eigenlijke doel natuurlijk niet is om 0 m³3 gas te gebruiken, maar om zo duurzaam mogelijk het huis (èn het warme water) te verwarmen. Een warmtepomp is daarvoor een mooi apparaat: het gebruikt stroom om warmte uit een bron te halen (vaak warmte uit de grond of uit de buitenlucht) en af te geven aan de CV-installatie of warmwater boiler. Om een bepaalde hoeveelheid energie binnen af te kunnen geven (bijvoorbeeld 10 kWh) heb je maar 2 tot 3 kWh aan stroom nodig. De rest komt gratis van buiten. Bijkomend voordeel: de stroom voor de warmtepomp kun je zelf met zonnepanelen opwekken, met gas is dat onmogelijk!

Internet staat vol met informatie over warmtepompen. Van leveranciers, installateurs en gebruikers. En natuurlijk warmtepomp-weetjes, waar heel veel (ook technische) informatie te vinden is. Na een flinke tijd lezen ontdek je eigenlijk dat er een aantal keuzes te maken zijn waarvan deze twee voor mij het belangrijkste waren: het vermogen van de warmtepomp en de bron van de warmte.

Warmte uit water, lucht of uit de grond?

De fraaiste oplossing is om de warmte te halen uit de bodem. Via een aantal slangen die 60-100 meter de diepte in gaan wordt de warmtepomp gevoed met water met een redelijk constante temperatuur. Dat gaat min-of-meer geluidloos, en in de zomer is dezelfde installatie te gebruiken om het huis te koelen. Voor nieuwbouw is dit ideaal, maar helaas was het bij ons niet mogelijk om in de tuin te boren, waardoor deze optie afviel. Er is ook geen oppervlaktewater in de buurt om als bron voor de warmte te gebruiken, en dus blijft alleen de buitenlucht over.

Maar ja: bij een typische lucht-warmtepomp heb je van die grote kasten buiten staan met een flinke ventilator erin. En die maken geluid als ze draaien. Je kunt ze op een handige plek in de tuin neerzetten zodat je er zelf weinig last van hebt, maar meestal schuift die last in het volgebouwde Nederland meteen door naar iemand anders. Maar toen kwam ik op het spoor van een andere optie: PVT-panelen.

PVT?

Achterkant PVT paneel

De afkorting PVT staat voor Photo Voltaic en Thermo. Oftewel: zonnepanelen die stroom opwekken (PV), gecombineerd met het opwekken van warmte (T). Er zijn verschillende mogelijkheden om de warmte uit de panelen te benutten. Het systeem dat ik gekozen heb heeft als basis ‘gewone’ zonnepanelen waarin aan de achterkant reservoirs gemonteerd zijn. In die reservoirs zit een vloeistof (water-glycol mengsel) die pas bevriest als de temperatuur onder de -18 °C komt. Die reservoirs zijn aangesloten op de warmtepomp: vloeistof die uit het reservoir komt gaat de warmtepomp in, de warmtepomp haalt er energie (warmte) uit, en de afgekoelde vloeistof (typisch een graad of 5 kouder) gaat weer terug het reservoir in. Daar warmt het op aan de buitenlucht, en gaat weer naar de pomp. Warmte uit de lucht, zonder grote lelijke kast met ventilator.

Installatie

De installatie van het systeem bij ons kostte twee dagen. Op de eerste dag werd alles voorbereid: leidingwerk in het huis, plaatsen van de warmtepomp en boiler en de montage van de rails op het dak. Op de tweede dag werden de panelen op het dak gelegd, gevuld met vloeistof en aangesloten aan de omvormer en de warmtepomp.

In een latere blog meer meer hierover.

Categorieën
Algemeen

Een nieuwe blog

Ik ben normaal gesproken iemand die liever leest dan schrijft. Zo heb ik me de afgelopen jaren verdiept in het verduurzamen van ons huis. En daarbij veel aan internet gehad, met z’n objectieve informatie en diverse meningen. Met de installatie van een warmtepomp en een set PVT-panelen als meest recente aanwinst ga ik dat veranderen, en eens bekijken of ik ook wat kan toevoegen aan dat internet. Want er is op dit moment maar erg weinig informatie te vinden over PVT-panelen. Natuurlijk wel van de leveranciers, maar niet van gebruikers/eigenaren. Hoe bevalt het systeem? Welke keuzes hebben ze gemaakt? Hebben ze ergens spijt van, en kunnen anderen daarvan leren? Daar is heel weinig over te vinden.

Daarom zal ik in de komende tijd een aantal blogs schrijven over mijn set-up en hoe ik tot de keuzes gekomen ben.