Terugleveren van energie met zonnepanelen is steeds minder handig aangezien iedereen met zonnepanelen dat gelijktijdig doet en er dan veel te veel aanbod is.
Vergoeding voor terugleveren verminderd, saldering vervalt en steeds vaker raken ook elektriciteitsnetten overbelast.
Warmtepompleveranciers adviseren als oplossing een boiler of buffervat voor de overtollige energie.
Energieleveranciers adviseren dynamische tarieven.
En acculeveranciers adviseren accu's.
Iedere branche reageert op zijn eigen manier. Zoals het vaak gaat 'Wij van WC eend adviseren WC eend', toch?

Weinig wordt ingegaan op de energie die in de winter vaker schaars en daarmee duur is. Maar wat is handig voor alle seizoenen?
Welk problemen lossen we op?
Die van de zonnepanelen of ook het winterverbruik?
Kijk niet alleen naar nu, maar ook naar 2030 en 2050 waarbij de verwachting is dat dan vooral zon- en windopwek de energiebronnen zijn met verschillende manieren van conversie en opslag.

Toekomstgericht denken: kies continue bronnen, noodvermogen of opslag
Zon en windopwek zijn er niet continue zoals kernenergie en aardwarmte dat wel zijn.
Er is met zon- en windopslag noodvermogen of opslag nodig om te korten aan te kunnen.
Kerncentrales en aardwarmte kunnen prima continue energie leveren. Maar deze oplossingen kosten veel tijd om te bouwen en zijn duur als het alleen als noodvermogen wordt ingezet.
Conversie naar waterstof, ijzerpoeder en warmte-opslag zijn alternatieven om zon en wind energie maximaal te gebruiken.
De prijsverschillen van conversie en opslag lopen ver uiteen. En is het niet altijd handig om hoogwaardige warmte (stoom en > 100 C) toe te passen voor laagwaardige warmte (< 100 C) wat gebouwen nodig hebben.


Hoeveel opslag nodig is wordt bepaalt door de risico's die het moet afdekken.
Het risico is af te leiden wat de dekking is van de energiebronnen nu en in de toekomst.
Zo is er de prognose (bron: EBN, 2024) dat er 25 keer meer windopwek en 8 keer meer zonopwek bij komt.
- Met energie-opslag voor een dag kunnen de duurste uren van een dag vermeden worden.
Maar als er dagen achter elkaar te weinig energie is en de prijzen voor energie hoog zijn, is de dagbuffer geen doelmatige oplossing.
- Een meerdaagsebuffer is in staat om periodes van minder zon en windopwek te overbruggen. Een periode van veel vraag en weinig aanbod wordt ook wel een Dunkelflaute genoemd en wordt aangeduid als 130 uur onvoldoende energie in een periode van 14 dagen.
- De meeste opslag wordt geleverd door seizoensopslag. Seizoensopslag is in staat om zo veel energie op te slaan dat dan niet alleen de dunkelflaute is afgedekt als ook langere periodes. Seizoensopslag heeft minder last van internationaal spanningen en problemen en levert ook dan hoge continuiteit van energielevering. En zijn lage stabiele energieprijzen het best gegarandeerd met seizoensopslag. Echter daar is wel, ter indicatie, net zo veel ruimte voor nodig als de gebouwen qua inhoud groot zijn.

Vergelijking van dunkelflaute oplossingen: Met een buffervat van 1000 liter kun je zo 30 tot 50 kWh warmte opslaan en kost zo'n 1000 tot 2000 euro. Een buffervat met 20 cm of meer isolatie heeft een laag energieverlies van 1% a 2 % per dag opdat het meerdere dagen warmte kan vasthouden. Een 10 kWh accu kost al gauw 8000 euro en heeft een energieverlies van zo'n 40% en een veel kortere levensduur. Tot 40% verlies per dag klinkt veel, maar komt door standby-verliezen, bijvoorbeeld 30W/uur, en energieverlies bij het omzetten van 230 V naar de accu en andersom ten opzichte van de daadwerkelijk gebruikte energie (minder dan de capaciteit van de accu). Deze rekensom toont dat een metalen buffervat voor hetzelfde geld 14 keer meer energie opslaat en weinig schaarse materialen nodig heeft die accu's wel nodig hebben zoals schaars lithium. Er zijn veel meer continue vermogen, noodvermogen en opslag oplossingen om een periode van 14 dagen aan te kunnen met circa 130 uur energiedekking. De tabel en grafiek tonen meerdere oplossingen om een 130 uur Dunkelflaute aan te kunnen per 100 m2 woonruimte die 65 kWhth per jaar voor gebouwverwarming gebruikt. Tijdens een dergelijke dunkelflaute is dan nodig: 100 m2 * 65 kWhth / 2600 graaddagen * (18 C binnen - 0 C buiten) * 5 dagen = 225 kWhth. Of wel 90 kWhe met een COP 2.5 warmtepomp bij 0 C buitentemperatuur.

Grafiek: vergelijking noodvermogen oplossingen

Soort Oplossing Investering Vermogen Levensduur Kosten 130 uur 2kW / 5kWth noodvermogen per 40 jr Toelichting Infrastructuur Continue bron Kernenergie 1.9 mrd euro 1000 MW 40 jaar 3800 Excl. kosten van kernafval. Zwaar elektriciteitsnet (5 kW/woning) Continue bron Aardwarmte 5 mln euro 1 MW 40 jaar 15000 Excl. kosten van bodemonderzoek. Incl. warmtenet 10.000 euro per gebouw. Warmtenet en licht verzwaard elektriciteitsnet (3 kW/woning) Opslag Groene waterstof 68,5 mln euro 1 MW 20 jaar 137500 Elektrolyser 1 MW a 1 mln euro, waterstof-opslag 0.75 mln euro per MWh. Zwaar elektriciteitsnet (5 kW/woning) Opslag IJzerpoeder 1 euro/kWth 1 kWth 1 uur 19000 Regeneratiekosten 50 μm ijzerpoeder 9 euro/liter voor circa 10 kWh/liter. Incl. warmtenet 10.000 per gebouw. Warmtenet, licht verzwaard elektriciteitsnet (3 kW/woning), ijzerpoeder transport Opslag Accu 45000 euro 1 kW 20 jaar 90000 Accu 1 kWh a 500 .. 1000 euro/kWh Licht verzwaard elektriciteitsnet (3 kW/woning) Opslag Meerdaagse warmtebuffer 5 m3 8000 euro 2 kW / 5 kWth 60 jaar 6000 Boiler met 40 K, COP 2.5 opgewekte warmte voor gebouwen 100 m2 a 65kWth/m2/jr Licht verzwaard elektriciteitsnet (3 kW/woning)

Ter indicatie warmte-opslag:
- een dagbuffer is zo'n 800 liter groot per woning.
- een meerdaagsebuffer 4000 liter per woning. Met zo'n 20 cm isolatie is het energieverlies minder dan 2% per dag.
- een seizoensbuffer 100 m3 per woning. Deze opslag heeft tot zo'n 35% energieverlies voor warmteleiding en buffervat verlies per jaar afhankelijk hoeveel deze opslag niet onder het gebouw zit.
Bij een meerdaagsebuffer is het handig om 2 buffers van 2000 liter te nemen opdat er een in de zomer voor koude kan zorgen.

Meer informatie:
long-list buffervaten
warmteverlies berekening

Systeemomschrijving
Een dagbuffer levert circa 50% van de warmte voor de koudste dag van het jaar om de duurste of koudste uren te vermijden.

Voorbeeld: een redelijk geisoleerde woning gebruikt 900 m3 gas eq. per jaar.
Dat komt overeen met een 140 m2 grote BENG woning die 65 kWh/m2 per jaar voor ruimteverwarming verbruikt.
De gemiddelde temperatuur op de 'koudste dag' is -13C.

Dan is 900 m3 * 10 kWh/m3gas / 2600 graaddagen * (18 C binnen - -13 C buiten) = 107 kWh nodig
Als de warmtepomp in staat is om het buffervat 30 C op te warmen kan deze per 1000 liter * 30 K * 4.186 kJ/K / 3600 kJ/kWh = 35 kWh opslaan.
Voor 107 kWh is dan een circa 3000 liter grote warmtebuffer nodig.

Systeemomschrijving Een meerdaagse buffer heeft tot doel, om in een periode van 14 dagen dat er weinig zon en wind is, de woning voor circa 130 uur van warmte te voorzien omdat er dan onvoldoende energie is in Europa. Dit wordt ook wel een Dunkelflaute periode genoemd. Dat is vaak niet de koudste 14 dagen van het jaar maar een aantal weken grijs, bewolkt en windstil weer. Maar bijvoorbeeld gemiddeld -2 C buiten in plaats van -13 C buiten. Dan is voor een 140 m2 grote BENG woning die 900 m3 eq. gas verbruikt 5 dagen (circa 130 uur) * 900 m3 gas * 10 kWh/m3 / 2600 graaddagen * (18 C - 4 C) = 242 kWhth nodig. Als 1000 liter ongeveer 35 kWhth bevat (bij 30 K), is circa 10 m3 opslag nodig om 130 uur warmte te leveren als er grote energieschaarste is en vast ook hoge prijzen zijn voor energieverbruik. OPEN SOURCE voor het eerst gepubliceerd op 15-1-2025 Een controller voorbeeld die het systeem met een - warmtepomp - 2 buffervaten, elk bijvoorbeeld 2000 liter - tapwaterboiler, bijvoorbeel 200 liter - zonnecollector, bijvoorbeeld 2 stuks van elk circa 4.5 m2 - zonnepanelen, bijvoorbeeld 9 panelen - dynamische tarieven, bijvoorbeeld met 1 of 2 energysockets (schakelaars) van Homewizard laat laten werken met vloerverwarming (beta-versie, 80% gereed): download Siemens Logo 8 beta versie 7

Meerdaagse buffer rekenen Jaarverbruik gas in een koud jaar [m3 per jaar] Binnentemperatuur [C] COP warmtepomp bij -15 C COP warmtepomp bij +15 C Resultaat: Verwachte gasverbruik op een -13C koude dag: m3 Verwacht energieverbruik warmtepomp op de koudste dag: kWh Verwacht warmtepompvermogen voor de koudste dag zonder buffer: kW Advies inhoud warmtebuffer: Hoeveelheid warmte in opslag indien watertemperatuur 55 C: kWhth Hoeveelheid warmte in opslag indien watertemperatuur 45 C: kWhth

Systeemomschrijving
Een seizoensbuffer heeft tot doel om de warmte van zon en windopwek op te slaan.
Niet alleen zonopwek, want dat is in de praktijk zo groot dat het met de kennis van nu onbetaalbaar is.
En het hoeft normaal gesproken ook niet om alleen op basis van alleen zonnepanelen en zonnecollectoren warmte op te slaan omdat er veel periodes in de herfst en winter zijn dat niet alle windopwek gebruikt wordt.
Een seizoensbuffer kan in de herfst en winter opgewarmd worden als er lage (dynamische) tarieven zijn.

Voor woningen kan in het algemeen gesteld worden dat 100 m3 warmte-opslag per woning genoeg is.
Dit komt overeen met 100 m3 * 4186 kJ/K * 40 K / 3600 kJ/kW = 4651 kWh.
Omdat een grote opslag en een warmtenet circa 30% warmteverlies heeft per jaar blijft er circa 3200 kWhth over voor het verwarmen van de woning.
Een 140 m2 grote woning verbruikt in 90 dagen (dec t/m febr) bij gemiddelde buitentemperatuur van 4 C circa 900 m3 gas * 10 kWh/m3 / 2600 graaddagen * (18 C - 4 C) = 4350 kWhth komt daar niet mee uit.
Maar een 100 m2 wel. Een 140 m2 heeft circa 140 m3 nodig volgens deze berekening.