Zonthermie, een ‘vergeten’ duurzame warmtebron

Warmtetransitie

Warmte maakt ca. 70% uit van de energietransitie in de gebouwde omgeving. Soms is er al zicht op mogelijke bronnen, maar vaak ook niet. Als de oplossing een laagwaardige bron (zoals aquathermie) is, dan is alsnog erg veel elektrische energie nodig om de temperatuur geschikt te maken voor een 70/40 graden warmtenet. Dat maakt dergelijke concepten erg afhankelijk van externe duurzame opwekking van elektriciteit en de kosten daarvan. Beschikbare netcapaciteit en duurzame opwekking zijn daarbij randvoorwaarden waar niet altijd aan kan worden voldaan.

Zonthermie een vergeten bron

De uitdaging ligt in het zoeken van een warmtebron die minder afhankelijk is van additionele elektriciteit. Met andere woorden: een systeem met een hoge Coëfficiënt of Performance (COP). Hierbij is zonthermie een vaak onderbelichte bron. Terwijl zonthermie in combinatie met seizoensopslag een flink aantal voordelen kent:

• Zonwarmte kun je prima bewaren in een seizoensopslag op een temperatuur van  95 graden Celsius;
• Het is bijzonder aantrekkelijk voor kleinschalige wijkoplossingen. Seizoensopslag is schaalbaar en toe te passen vanaf enkele woningen tot een paar duizend;
• Het maakt een warmtenet op basis van 70/40 graden daadwerkelijk mogelijk waarmee vooral oudere woningen kunnen worden aangesloten, zonder al te veel bouwkundige aanpassingen;
• Met zonthermie i.c.m. seizoensopslag zijn zeer hoge COP’s haalbaar: bestaande bouw COP=8 en nieuwbouw tot COP=20;
• Koeling kan worden geïntegreerd, zodat de techniek voor nieuwbouw toepasbaar is;
• Heat pipes zijn (op termijn) volledig recyclebaar;
• Collectieve zonthermische systemen zijn onderhoudsarm en hebben lage operationele kosten.

Het lage elektriciteitsgebruik en de lage onderhoudskosten maken zonthermische systemen in combinatie met seizoensopslag uitermate interessant voor woningcorporaties, omdat lage energie- en woonlasten voor de doelgroep prima te borgen zijn. Bovendien zijn in vergelijking met traditionele warmtepompoplossingen veel minder aanpassingen in en aan de woning noodzakelijk.

Zijn er dan geen nadelen?

Toch wel. Het is nu nog een beetje ‘onbekend maakt onbemind’. De aanvangsinvestering is hoger dan van een warmtepompconcept. Daarnaast leggen seizoensbuffers een ondergronds ruimtebeslag. In de druk bezette ondergrond is het een uitdaging om een plek te vinden die vrij is van kabels en leidingen. Omdat het om een collectief systeem gaat is een hoge bebouwingsdichtheid het meest ideaal, zodat kosten voor de infrastructuur en daarmee leidingverliezen beperkt blijven.

Vooral portieketagecomplexen hebben ruimte rondom het gebouw, hetzij parkeerstroken, hetzij grasvelden of parken. In deze woningcategorie zien we nu al regelmatig collectieve verwarmingssystemen, wat een overstap naar zonthermie vergemakkelijkt. En waar sprake is van complexen met verwarming met individuele ketels, kan het tracé van de rookgasafvoer dienen als aansluiting van het warmtenet. Een afleverset komt dan te hangen op de plaats waar nu de gasketel hangt. Het aantal handelingen in de woning is daarmee zeer beperkt.

Zonthermie in de praktijk

INNAX begeleidt de landelijkproeftuin ‘Nagele in Balans’ waarin met deze techniek ca. 500 woningen aardgasvrij wordt gemaakt. Nagele bestaat uit een aaneenschakeling van hofjes met ieder ca. 50 woningen, die allemaal een eigen warmtebuffer krijgen. In het voorjaar wordt de eerste buffer gerealiseerd. Ook in de gemeente Oss wordt in samenwerking met INNAX een nieuwbouwproject met deze techniek voorbereid. Daarbij wordt ook koeling geïntegreerd.

Andere toepassingen van zonthermie

Zonthermie kan ook toegepast worden als ondersteuning van warmtepompconcepten. Daarvan is de zonneboiler de meest bekende oplossing. Zeker bij traditionele warmtepompen zorgt een zonneboiler voor een aanzienlijke ontlasting van de warmtepomp, omdat deze niet efficiënt is bij het bereiden van warm tapwater.

Tot slot zien we ook oplossingen in de vorm van PVT. PVT zijn PV-panelen voorzien van een warmtewisselaar die in de zomer zonnewarmte (de T van thermisch) overdraagt aan de warmtepomp. In de winter kan met deze wisselaar de buitenlucht dienen als bron voor de warmtepomp.