Een duurzaam warm huis met gekoelde zonnepanelen PVT

Uit Duurzame Brabanders

Ga naar: navigatie, zoeken

Gewone zonnepanelen wekken stroom op, die simpel via de zonnestroom inverter in huis benut wordt. Er zijn nu ook zonnepanelen, die als extra functie warmte leveren. Ze hebben een koelelement over hun hele oppervlakte. Dus naast stroom zoals alle zonnepanelen leveren, zit er ook een water aansluiting aan deze panelen. PVT heet deze variant. PV met de T van Thermisch, warmte productie.

Maar de benutting van die warmte is sterk afhankelijk van de manier waarop ze in de warmte installatie geintegreerd worden.

  • Is er warmte opslag voor het binnen klimaat?
    • in de grond
    • in een waterzak
    • direct in de vloer verwarming
    • of andere bouwkundige elementen van het huis
  • hoe wordt de warmte van de PVT panelen benut voor warm water?
  • welk soort warmtepompen zijn hier nuttig?
  • hoe goed is het huis geisoleerd, hoeveel warmte heeft het nodig?

Deze vragen leiden tot vele installatie varianten, maar installateurs en consumenten hebben een aantal standaard installaties nodig als referentie.

Hier komt een aantal van die voorbeelden, met vooral aandacht voor de energie stromen.

Inhoud

Warmtemodel van een huis

Om beter te begrijpen hoe warmte in huis werkt, is een model handig. wanneer een huis een gasketel heeft, werkt het redelijk simpel, warmte lekt weg, stroomt het huis uit, door muren, ramen en de ventilatie, en de CV ketel vult dat aan met het stoken van veel aardgas. De CV ketel heeft een hoog vermogen, van 20 tot 30 kW, en kan daarmee een koud huis in een uur opwarmen.

Een warmtepomp heeft een vermogen van een paar kW. Daarom is er een andere aanpak nodig. Bijvoorbeeld zorgen dat het niet snel afkoelt, isolatie voorkomt dat warme zomaar wegstroomt uit het huis, en een warmtebuffer gebruiken. Hoe beter de isolatie van muren, ramen, vloer en dak, en hoe minder ramen zomaar open staan, des te beter blijft de warmte in het huis.

Waar de hoog vermogen CV ketel arre weggestroomde warmte snel aanvult, moet je bij een warmtepomp zorgen dat er niet te veel warmte weg lekt, en dat de warmtepomp de tijd krijgt om warmte langzaam aan te vullen. Daarom kan warm water zo door de gas combiketel van 20 a 30 kW geleverd worden, maar heb je bij een warmtepomp een grote boiler nodig van 200 tot 400 liter. Dat water is dan ook geen 70 tot 80 graden, maar 50 a 60 graden, zodat er ook meer boilerwater nodig is bij het douchen of vullen van het bad. Dus een grotere boiler bij een warmtepomp.

huis met gewone zonnepanelen

Op het dak of ergens anders liggen zonnepanelen, die ca 15 tot 20% van de zonne-energie omzetten in stroom. De zonnestroom inverter laat die in het gewone 230 V net in huis stromen. Alle stroom verbruikers gebruiken de zonnestroom, voorzover die er is. Een teveel aan zonnestroom gaat het net in, en laat de meter achteruit draaien. Dat Salderen een recht blijft, moeten we dus zo houden.

De warmte, van de zon, verdwijnt in de buitenlucht, als de wind de zonnepanelen op het dak koelt. De warme zonnepanelen, 40 a 50 graden, warmen de lucht op, en die stijgt op.

huis met PVT zonnepanelen simpel voorgesteld

Er liggen nu PVT panelen op het dak. Die leveren stroom, zoals gewone zonnepanelen, dat is precies hetzelfde als bij gewone zonnepanelen. Maar er komt nu ook een water aansluiting door het dak naar binnen. Als de zon schijnt warmen die het water op, en worden ze zelf wat koeler, net zo koel als het warme water. Waar zonnepanelen in de volle zon 40 a 50 graden warm worden, kunnen ze met water gekoeld worden tot bijvoorbeeld 30 graden. Dat water kan zo in de vloerverwarming. Maar alleen als de zon schijnt, komt er warmte uit de PVT panelen. Dus de vloerverwarming heeft een klep nodig, die omschakelt tussen warm water van de CV ketel en van de PVT panelen.

In de zomer is er geen vloerverwarming nodig, dus kan de warmte van de PVT panelen niet in de vloerverwarming, maar wel in de warm water voorziening. Bijvoorbeeld om koud water voor te verwarmen. Maar een extra warmtepomp erbij werkt handiger. En het warme water kan ook in de grond opgeslagen worden, voor gebruik in de winter. Beide voorbeelden komen later aan bod.

huis met PVT panelen en warmtepomp

Dit huis werkt net als bovenstaande huis, maar de warmtepomp haalt meer warmte uit het warme water dat uit de PVT panelen komt. Die worden daardoor koeler, maar niet kouder dan bijv 3 graden. Omdat de warmtepomp het water extra warm maakt, zullen er veel meer dagen zijn, zo niet alle dagen dagen van het stookseizoen, dat de PVT panelen warmte, het huis warm houden, via de vloerverwarming.

De warmtepomp heeft 2 positieve effecten.

  • Hij kan de PVT panelen afkoelen tot 3 graden, waardoor ze meer stroom opwekken, zo werken zonnepanelen, hoe kouider hoe efficienter ze worden. Maar als ze onder nul graden komen, bevriezen ze en het ijslaagje houdt de zon weer tegen, dat moet dus voorkomen worden.
  • En, omdat de zonnepanelen kouder worden dan de buitenlucht, halen ze naast warmte uit de zon, ook warmte uit de buitenlucht. Daarom kan deze warmte het hele stookseizoen benut worden. Maar er zal in de zomer nog steeds een warmte overschot zijn. Al kan het ook in de warm water voorziening. Dat warmte overschot kan in de grond worden opgeslagen voor de winter. Of niet benut...

huis met PVT panelen, warmtepomp en dag opslag voor warmte

In dit huis gaat de stroom uit de PVT panelen zo het huis in, en een overschot aan stroom gaat naar het net, dat als grote accu werkt. Dat noemen we salderen.

De warmte uit de PVT panelen wordt door een warmtepomp op een betere temperatuur gebracht, voor gebruik in de vloerverwarming, warm water voorziening en wat er over is, in voor en na seizoen, gaat in een korte termijn warmte opslag. Daarmee kan in de avond en nacht warmte van overdag gebruikt worden om het huis warm te houden. Door de korte termijn warmteopslag wordt het stook seizoen nog verder verkort

huis met PVT, warmtepomp, dag opslag en warmte terugwinning uit de ventilatie

Als bovenstaande, maar de warmteopslag ontvangt nu ook de warmte die uit de ventilatie lucht komt. Een huis moet eigenlijk geventileerd worden, maar dan moet de buitenlucht wel geschikt zijn voor consumptie. In veel woonbuurten vergiftigen houtkachels de buitenlucht, dus is het niet verstandig te ventileren met buitenlucht, op dergelijke momenten. Maar als er geen houtkachel stokers in de buurt actief zijn, dan kan de warme lucht,naar behoefte uit het huis gezogen worden, en afgekoeld worden.

  • of afkoelen met een warmtepomp en die warmte in bijvoorbeeld de vloerverwarming of warm water voorziening stoppen.
  • of in de warmtebuffer. Als die van het type bevriezend water is, dus 0 graden, dan is er verder geen warmtepomp nodig. Want de warmte opslag is juist ontdooid water. Een warmtepomp haalt de warmte er uit door het water te bevriezen

reflectie op complexiteit van het systeem

De voorbeelden maken duidelijk dat PVT zonnepanelen een goed doordacht warmte systeem in huis vergen.

De meeste huizen hebben nu een warmte systeem met CV ketel, vaak is dat een combiketel voor het warme water. Soms is er een kleine elektrische boiler in de keuken. Maar vaatwasser en wasmachine werken efficienter als ze warm water krijgen toegevoerd vanuit een boiler met duurzaam opgewarmd water. Een combiketel heeft een variabel vermogen en past dat aan aan de warmtevraag van het huis.

Als er een warmtepomp bij komt, is er een extra regeling nodig en een regel concept, er is verder een lage temperatuur verwarming nodig, en ook een vorm van dagelijks warmtebuffer, om de warmte uit PVT en warmtepomp zo veel mogelijk dagen van het stookseizoen te benutten.

Daarvoor zijn referentie ontwerpen nodig, en een voor kopende consumenten begrijpelijke manier om de keuzes te beoordelen. Waar is die te vinden?

Persoonlijke instellingen