Garage vol energie

Stel je wilt zo snel mogelijk over naar duurzame energie. Zelf elektriciteit opwekken en opslaan. Op het gevaar af met de deur in huis te vallen: je hebt dan wel een garage nodig om voldoende energie op te slaan om de winter door te komen. Voor een rijtjeshuis dan: een villa heeft een dubbele garage nodig.

Hoe zit dat? Stel je wilt van het gas af en om het meteen goed te doen wilt u wat betreft elektriciteit volledig zelfvoorzienend zijn. Dit betekent zelf stroom opwekken met zonnepanelen en in de zomer zoveel stroom opslaan dat je er de winter mee doorkomt. Ik zal hieronder aan je uitleggen dat je, los van andere bezwaren, minimaal een ruimte van een enkele of dubbele garage nodig hebt om jouw stroom op te slaan.

Lange halen gauw thuis

Ik kan natuurlijk alles heel precies voor je uitrekenen maar voor deze blog verkies ik enkele lange halen om gauw thuis te zijn. Voor het gemak neem ik een vrijstaand huis dat vrij goed geïsoleerd is en kom daarmee op een energiebehoefte van 6000 kWh per jaar. Hiervan wordt 3500 kWh voor verwarming gebruikt en 2500 kWh voor andere elektrische bronnen. Dit kan natuurlijk per huishouden sterk verschillen, maar zoals ik al zei: lange halen gauw thuis!
Voor verwarming gebruiken de bewoners een warmtepomp. Ik ga uit van een seizoensgemiddelde energierendement (SCOP) van 3. Om je een idee te geven wat het bijbehorende gasverbruik is, reken ik de elektrische energie (kWh) van de warmtepomp om naar kubieke meters (m3) gas voor de CV-ketel: 3,1 kWh/m3. Het gasverbruik van dit huis zal dus iets minder dan 1200 m3 per jaar zijn. Stuur een bericht als je precies wil weten hoe ik hier aan kom.

STEL VRAAG

Na zomer komt winter

De bewoners hebben hun zaakjes goed voor elkaar. Zonnepanelen leveren voldoende stroom om door het jaar heen altijd comfortabel te kunnen leven. Dit betekent dat ze minimaal 6000 kWh stroom jaarlijks produceren. Ook nu weer snijden we weer wat bochten af en gaan we ervan uit dat gedurende 5 maanden geen stroom wordt geproduceerd en dat in de resterende 7 maanden dus alle stroom voor het hele jaar geproduceerd moet worden.
Gedurende de zomer slaan we energie op en gedurende de winter verbruiken we die energie. Je hebt dus een accu nodig. Je kunt wat scenario’s maken en dan berekenen hoe groot die accu moet zijn. Ik kom in ons geval op een opslagcapaciteit van ca. 4600 kWh. Het is wel behoorlijk teleurstellend dat je 75% van het totaal verbruik moet opslaan. Het is niet anders.

Energie opslaan

Energie opslaan, en zeker elektrische energie, doe je in een accu. Dat kan, maar er zijn nog veel meer technieken die niet lijken op de vertrouwde loodaccu uit je auto. Moderne elektrische auto’s gebruiken meestal lithium-ion-accu’s. Kijk je nog wat verder dan heb je TCM-, PCM- en CLC-technieken. Dit zijn apparaten waarin door middel van scheikundige en natuurkundige processen energie wordt opgeslagen. Hier kom je termen tegen als faseovergang, hydratatie en oxidatie/reductie. Veel van deze processen werken al op grote schaal, maar voor in huis zijn de meeste nog in de experimentele fase. Ook moet ik hier nog de ouderwetse boiler noemen; hiermee kun je ook energie opslaan. Tot slot wil ik het Cesar systeem noemen. Hierbij wordt geen elektriciteit opgeslagen, maar warmte. Zonnepanelen warmen basalt of beton op in de zomer tot hele hoge temperaturen. In de winter wordt water hiermee verwarmd. 

Een belangrijk begrip is energiedichtheid: hoeveel energie (kWh, GJ, stroom) kun je opslaan per kubieke meter (m3). In de volgende tabel heb ik deze energiedichtheid voor een aantal technieken opgeschreven:

Hier kun je nu uitrekenen hoeveel kubieke meter opslag je nodig hebt om 4600 kWh aan energie op te slaan. Dit varieert met de techniek: het gaat van 8 tot 92 m3.

Terug naar de garage

We gaan dus energie opslaan in de garage. Mijn garage is ongeveer 2 meter hoog en 7 meter diep en 4 meter breed. Hier kun je 56 m3 in opslaan; mijn auto past er dan niet meer in! Maar laten we eens vergelijken met de technieken; hier volgt het zelfde lijstje nog een keer maar nu met de benodigde opslag voor onze 4600 kWh.

Het is duidelijk dat mijn garage voor de meeste technieken te klein is; met een dubbele garage zou het wel lukken. Met het Cesar warmtesysteem zou het theoretisch kunnen, maar het basalt moet zeer goed geïsoleerd worden en het geheel daarmee toch weer groot.

Praktische bezwaren

In de praktijk kunnen we niet meteen aan de slag. Een aantal technieken zoals PCM, TCM en CLC zijn voor thuisgebruik nog niet beschikbaar. Er wordt hard aan gewerkt en er vinden praktijktesten plaats.
Warmwater en loodaccu’s zijn bekende techniek. Je kunt, als je wilt, jouw dubbele garage opofferen. Zelf vind ik dat te ver gaan. Daarnaast hebben we ofwel zeer goede isolatie voor de wateropslag of uitgebreide koeling voor de loodaccu’s nodig. Het is dus gewoon niet praktisch.

Een laatste woord over de Tesla Powerwall; dit is in feite de praktische uitvoering van de voornoemde Lithium-ion-polymeeraccu. Hoewel praktisch, een Powerwall levert 13,5 kWh, je hebt er dus een kleine 350 nodig! Ook niet erg praktisch dus.

Hoe dan wel

Het lijkt er op dat de technieken voor de seizoensopslag van energie zo groot en complex zijn dat deze alleen geschikt zijn voor wijkverwarming.

We blijven wel realistisch!