Regeren Is Vooruitzien: Het Energieplan
Energiebesparing is nuttig, maar geen doel op zich. Het is vooral zoeken naar een goede balans: de energievraag verminderen zonder teveel comfort in te leveren. Het huis op temperatuur houden zonder onder Groningen een San Andreasbreuk te creëren. Voldoende mobiliteit en vervoer zonder wekelijks Shell en de oliesjeiks te spekken. Ronkende servers die het huis bewaken en voorzien van domotica, zonder downtime.
Auteur: Mark
Onze primaire vraag is niet hoe we zoveel mogelijk besparen. Ook niet hoe we zoveel mogelijk opwekken, maar hoe we vraag en aanbod in balans brengen. Aan het energieplan liggen daarom een aantal uitgangspunten ten grondslag die – zeker vanuit economisch perspectief – niet voor de hand liggend zijn:
- spreiding van opbrengst is belangrijker dan de optimalisatie ervan
- autarkie is geen business case maar heeft wel prioriteit
- liever meerdere (kleinere) systemen dan één groot systeem
- PV opbrengst maximaliseren zonder de netaansluiting te verzwaren
- slimme technologie om energie in balans te houden
In volgende blogposts gaan we uitgebreider in op het hoe en waarom van bovenstaande uitgangspunten en laten we zien hoe het in de praktijk is uitgevoerd.
Nul-op-de-meter of een stilstaande-meter?
Samengevat gaat het niet om het veel beoogde ‘nul op de meter’ maar om een ‘stilstaande meter’ (die uiteindelijk ook resulteert in een nul op de meter). Stedin bood ons een nieuwe digitale meter aan nadat we onze installatie aanmelden op energieleveren.nl. We hebben dit nog uitgesteld tot 2020/2021, zodat we eerst het accusysteem kunnen opbouwen waarmee de dagelijkse pieken en dag/nacht verbruik tot een minimum wordt gereduceerd.
Praktijkvoorbeeld van de ‘stilstaande meter’: er wordt halverwege de dag totaal bijna 13kW vermogen via de zonnepalen opgewekt. Hiervan gaat ruim 10kW naar een van de elektrische auto’s en ca. 0,5kW naar de woonverblijven.
Daarnaast streven we naar een volledige integratie van warmte- en elektriciteit in het in balans brengen van de energiebehoefte. Het plan voorziet daarom niet alleen in zonnepanelen, maar wordt ondersteund door heatpipes, warmtepomp(en), PV-boiler, buffervat, warmtewisselaars, gas combi-ketel, IR-panelen en een houtvergasser.
Hoeveel energie heeft ons huishouden nodig?
Om vraag en aanbod in balans te krijgen, is het essentieel om inzage te krijgen in het verbruik. Hierbij hebben we gebruik gemaakt van verschillende methodes. Deze berusten deels op observaties (achteraf gemeten), deels op calculaties (schattingen vooraf).
Berekeningen vooraf:
Warmte dimensioneringsberekeningen
Voor het berekenen van het benodigde vermogen voor de verwarming hebben we per gebouw een calculatie gemaakt. Op basis van beschikbare informatie over isolatie, oppervlakte, beglazing, m2 buitenmuur en dak, geschat transmissie- en ventilatieverlies komen we aan de volgende dimensionering, uitgaande van 60% verwarming van pand, buitentemperatuur minimaal -15º, binnentemperatuur 21º:
Op http://www.bouw-energie.be/nl/bereken/verwarming kun je vrij eenvoudig zelf vermogensberekeningen maken.
Tevens is er tussen de 800-1000 liter tapwater per dag nodig voor ca. 12 personen en hotfills op de (vaat)wasmachines. Dat kost jaarlijks ook ca. 12MWh.
15 MWh voor het hoofdgebouw 360m2, 40kWh/m2
10 MWh voor het bijgebouw 100m2, 100kWh/m2
8 MWh voor de silo / atelier 140m2, 60kWh/m2:
12 MWh voor warm water
45 MWh totaal
De totale warmtevraag voor de drie gebouwen en warm water voor tenminste 12 personen komt daarbij op een geraamde 45MWh. Met gemiddeld 4.000 kWh per persoon is dat fors onder het gemiddelde dat Eurostat afgeeft (27.000 kWh voor ouders+één kind = ~9.000 kWh p.p.p.j)
Elektriciteitsverbruik
Om een calculatie te maken van het aantal benodigde kWh’s, hebben we zo goed als alle elektrisch apparaten in huis in kaart gebracht. Dat zijn er ca. 100. Per apparaat is een optelsom gemaakt van het aantal uren per dag/week/maand, vermogen en – indien relevant – sluipstroom of continue verbruik.
Omdat het niet van alle apparaten duidelijk was, hebben we gedurende enkele maanden een aantal simpele kWh-meters gerouleerd op de stopcontacten en het verbruik over de periode gemeten.
De spreadsheet met de gegevens van het geraamde verbruik is inzichtelijk via deze Google Sheet.
Het geraamde verbruik voor de verblijven is ca. 15.000kWh, inclusief de warmtepomp maar exclusief de laadpunten voor de elektrische auto’s.
Berekeningen achteraf:
Warmtevraag
Door tenminste 1x per week het verbruik van gas en de opbrengst van de heat pipes in kaart te brengen, is de totale warmtevraag voor het eerste jaar zorgvuldig in kaart gebracht. Als we naar de totalen kijken, is er totaal voor warmte (warm water, vloerverwarming en radiatoren) het volgende verbruikt:
Gasverbruik: 2200 m3 * ~ 9,7kWh per m3 = 21MWh
Heat pipes: 15000 GJ via de 60 heat pipes = 4MWh
Warmtepomp: 365 dagen * ~16 uur * 2kW = 12MWh
Totaal 37MWh
De vooraf gecalculeerde warmtevraag was:
Hoofdgebouw (360m2 / ~1.000m3 = 15MWh
Bijgebouw (100m2 / 300m3 = 10MWh
Warm water = 12kWh
Totaal 37MWh
Bijna de helft van de totale warmtevraag is zelf opgewekt. Met behulp van een houtvergasser verwachten we dat de vraag naar externe (fossiele) brandstoffen verwaarloosbaar wordt.
De silo (atelier) is niet in gebruik geweest gedurende de winter van 2015/2016. Omdat de elektrisch wordt verwarmd met lucht/lucht warmtepompen en het water elektrisch wordt verwarmd via een PV-element zal de ingebruikname niet leiden tot een verhoging van het aardgasgebruik.
Elektriciteitsverbruik (achteraf)
Onze klassieke ferraris meter in de meterkast is niet bruikbaar om het elektriciteitverbruik in kaart te brengen. Het afgelopen jaar is er bijna 3.000kWh meer opgewekt dan gebruikt. Verder zijn er nog nieuwe PV-installaties in gebruik genomen halverwege 2016, en zijn er per maart 2016 twee EV (elektrische auto’s) aangeschaft die het totaalbeeld behoorlijk vertroebelen.
Globaal is er 18MWh opgewekt, waarvan 3MWh teruggeleverd aan het grid wat resulteert in een verbruik van 15MWh over 12 maanden. Dat komt goed overeen met het ingeschatte verbruik (15.8kWh).
Conclusie
Het in kaart brengen van de totale energievraag, bestaande uit warmte en elektriciteit, geeft veel inzage in het verbruik en helpt bij de uitwerking van de plannen en het behalen van de doelstellingen. Alhoewel we geen installatiekennis hebben, zijn er voldoende (online) tools om te meten en te benchmarken. In de illustratie is een schematische indeling gemaakt van de verschillende systemen en componenten. De details van de installatie volgen in de volgende blog!
Dit is het bijgewerkte schema per juli 2016. Met name de installatie van het atelier is aangepast. Een windmolen lijkt op deze schaal niet meer zinvol en zal eerder worden ingevuld door een zwaar uitgevoerd accu systeem in combinatie met zonnepanelen.
Drie etmalen zonder 'gas, licht en water'
Mark -
|
05 januari 2024
We zijn de uitdaging aangegaan: met 14 personen drie dagen geen gebruik maken van nutsvoorzieningen, midden in de winter op de donkerste dagen van het jaar. Geen elektriciteit van het grid, geen water van het drinkwaterbedrijf en geen gas voor een CV-ketel.
Smart Home en energie management
Mark -
|
18 juli 2022
Leven van het land en de zon gaat uitstekend samen met innovatie en technologie. Meet- en regeltechniek, dashboards en gezond verstand dragen bij aan het zelfvoorzienend maken van onze homestead.
Waterfilters: zonder (schoon) water geen leven.
Mark -
|
04 maart 2022
Wat als.. er geen of vervuild water uit de kraan komt. Of als er geen leidingwater beschikbaar is. Een waterfilter kan levensreddend zijn. Onze praktijk ervaring.