Recentelijk las ik een “huilie-huilie” artikele van een meneer in Gelderland die voor tienduizenden euro’s zijn huis had verbouwd en zonnepanelen er op had gelegd, maar de elektriciteit niet altijd kon terugleveren. Want het net was te zwak en zijn 36 panelen leverden samen met de buurt soms teveel spanning om terug te kunnen leveren. Liander (de netbeheerder daar) moest het net maar snel verzwaren, want hij was ernstig gedupeerd.
Ik snap hier niets van: ten eerste zijn die tienduizenden euro’s volledig irrelevant. Slechts 10.000 betreft de zonnepanelen en de rest van de aanpassingen in de woning hebben niets te maken met het “probleem”.
Maar ook: je hebt zonnepanelen om te voorzien in je eigen stroomverbruik. Wat je over hebt, dat lever je terug. Veel terugleveren is geen doel op zich en zelfs laakbaar als je kijkt naar motieven die niet financieel gedreven zijn.
En als jij een probleem veroorzaakt, waarom moeten wij (de maatschappij) dit dan oplossen voor jou? Want de oplossing is tamelijk simpel en het woord “netverzwaring” komt NIET voor in de oplossing!
Ons elektriciteitsnet: complex doch simpel
Elektriciteit zoekt net als water de weg van de minste weerstand. Voor water geldt dat dit altijd omlaag stroomt, bij elektriciteit vloeien de ionen van de plus naar de min. Het Nederlandse (en Europese) stroomnetwerk is 230 volt (+115V / – 115 V, ofwel spanning. Dit wisselt iedere 0.02 seconden, ofwel 50 hertz = frequentie).
Om elektriciteit terug te kunnen leveren op het netwerk heb je een spanning nodig die groter is dan het netwerk. Op dit moment levert mijn omvormer 235 volt. Dit voltage is belangrijk. Elektriciteit laat zich moeilijk opslaan en daarom moet aanbod en vraag altijd met elkaar in overeenstemming zijn. Omdat de productie niet per seconde kan wijzigen, kan het voltage iets fluctueren. Dat is volledig normaal.
Dit mag zelfs behoorlijk fluctueren: plus en min 10 procent. In andere woorden: de spanning op het netwerk ligt op 230V +/- 10%, ofwel tussen de 207 en 253 volt.
Omvormers schakelen zich uit ter beveiliging
Alle goedgekeurde omvormers hebben een ingebouwde beveiliging: boven de 251 volt schakelen zij zichzelf uit. Dit om schade aan apparatuur te voorkomen. Immers, alle apparatuur in je huis is ook goedgekeurd op 230 V +/-10%. Een te hoge spanning leidt tot schade of zelfs brand.
Maar hier zit ook de crux: de spanning loopt hoger op als er meer zonneschijn is en er meerdere aanbieders zijn. De omvormers zullen continu op zoek gaan naar het laagst mogelijke voltage wat nét hoger ligt dan het netwerk. En als er dus veel omvormers zijn én een hoog vermogen, dan loopt de spanning steeds hoger op. Tot de eerste moet uitschakelen.
De oplossing is zó simpel! En: gratis!
De oplossing is vreselijk eenvoudig: op het moment dat de zon schijnt moet je elektriciteit gaan verbruiken. Tamelijk eenvoudig toch?
Maar veel zonnepaneelbezitters hebben er geen weet van. Of er is zelfs een financiële prikkel om terug te leveren, dankzij het salderen. Of in ieder geval is er geen prikkel om het zelf te verbruiken. Elektriciteit die je teruglevert wordt afgetrokken van wat je gebruikt en er blijft een netto verbruik over.
Dus: 1000kwh teruggeleverd in de zomer en 1000 gebruikt in de winter levert een resultaat op van 0kwh.
De recorddag van mijn systeem: meer dan 8500W vermogen, 65kwh opbrengst. Teruggeleverd: 23kwh.
Maar goed: verbruiken dus. Huize Geldsnor beschikt ook over 36 zonnepanelen. En de hele buurt heeft eigenlijk zonnepanelen. Maar het probleem van uitvallende omvormers hebben wij hier nog niet meegemaakt. Dit komt door een aantal factoren: veel mensen in mijn buurt zijn gepensioneerd en zij die het niet zijn werken thuis. En ook de school van ons dorp zit hier op dezelfde “schakelkast” en heeft geen zonnepanelen.
Vooral in het weekend dreigt de spanning wel eens op te lopen: het hoogste wat ik gezien heb was laatst 248 volt. Randje uitval dus! Oplossing? Mijn auto was leeg en die heb ik laten opladen vanaf 13:30 tot 16:30 op vrijwel maximaal vermogen. De spanning liep terug naar 238V, ruim binnen de marge. In dit geval was de elektrische auto de oplossing.
Andere oplossingen
Niet iedereen heeft een elektrische auto uiteraard. Maar er zijn andere oplossingen. Het is vooral omdenken: elektriciteit verbruiken op het moment dat je het produceert. Wasmachines, drogers en vaatwassers laat je dus niet ’s nachts draaien. In onze badkamer hebben we elektrische vloerverwarming: die is zo geprogrammeerd dat deze om 12 uur aan gaat en om 19 uur uit. Dit om te zorgen dat er zoveel mogelijk stroom verbruikt wordt op het moment dat we het maken.
Onderstaande plaatje komt van energieopwek.nl en is de productie van zonnestroom op 21 juli 2021. De piekvraag van elektriciteit is ongeveer 18GW. Overdag kwam dus ~40% van alle elektriciteit uit zonne-energie.
Dát is het moment om stroom te gaan verbruiken. En zéker niet vroeg in de ochtend of in de avond. Want ’s ochtends is er nog geen productie, maar wel veel vraag. En ’s avonds loopt de productie snel terug, maar de vraag naar elektriciteit op.
Conclusie: als je heel veel zonnestroom hebt in de buurt en je omvormer valt uit? Verhoog je verbruik. Draai een wasje, vul de vaatwasser en zet ‘m aan. Stel je verbruik uit tot “midden op de dag”, of trek het naar voren. Laadt de auto op (indien van toepassing) als de zon schijnt, ga stofzuigen of kook met de oven.
In Huize Geldsnor houden we van lekker eten & koken. Maar ook van efficiency en het milieu. Zo eten we vaak, maar lang niet altijd, vegetarisch. En ik heb nog wel eens een “druk” schema aan het eind van de middag: mijn zoon zit op woensdag bijvoorbeeld op de BSO en tussen 17:30 en 17:45 moeten we de “meisjes” ophalen: mijn dochters op de kinderopvang.
Dat is precies rondom mijn kookmoment. En het is gewoon erg prettig om het eten klaar te hebben als ik thuiskom. Lieftallige Echtgenote is op di-wo-do áltijd laat thuis, dus ik leef dan als gescheiden man zorg dan voor het gezin. Werkwijze: zorgen dat ik zo min mogelijk pannen gebruik en een groot deel van de maaltijd in de oven kan. Bijvoorbeeld een quiche, lasagne, of gewoon aardappels en vlees(vervanger) wat in de oven kan.
Is dat nu zuinig, met de oven koken?
Het voordeel van met de oven koken is evident: ik kan het in de oven zetten en vertrekken. Als ik 30 minuten later thuiskom met 3 hongerige kinderen trek ik de ovendeur open en schuif ik ze aan tafel. Een pan laat je (ik in ieder geval) niet op het fornuis staan!
Ook komt er geen fijnstof aan te pas en hoeft de ellendige afzuigkap niet aan. (Ik kan niet wachten tot de nieuwe keuken komt)
En natuurlijk heb ik het een en ander uitgezocht. Want ik hou van rekenen, en ik hou alles bij. Zo weet ik bijvoorbeeld dat het bakken van 2 eieren in mijn kleine koekenpan 19 liter gas kost. In kwh omgerekent is dat ongeveer 0,186kwh. Kosten? 0,014 EUR aan gas. Dit staat gelijk aan “verwaarloosbaar, who cares!”.
Bij het uitgebreidere koken staan er méér pannen lánger op het vuur. Van de week hadden we sperziebonen (gedeeltelijk weer uit eigen tuin), aardappels en een vleesvervangende “hamburger” (vivera, lekker!). Gasverbruik om dit gerecht gereed te maken? 0,171 m3 gas (13 cent). Ofwel: 1,67kwh energie (1m3 gas bevat 9,8kwh warmte).
En hier wordt het interessant. Hadden we niet beter de aardappelen en de burgers in de oven kunnen gooien? Stel dat de boontjes 40% van het gasverbruik waren (de burgers zijn immers zo klaar), dan zijn de andere 2 pannen goed voor 0,1026m3- gas (ongeveer), ofwel 1kwh.
Het opwarmen van de oven kost 5 minuten op maximaal vermogen (3500W): 292wh. En die blijft een half uur aan staan (aardappeltjes mogen best lekker gaar worden!). Maar dan hoeft de oven alleen maar warm te blijven. Verbruik: minder dan de helft van het nominale vermogen (2600W, dus 1300W), maal 30 minuten= 650wh. Totale verbruik is hiermee 941wh.
Da’s toch bijna geen verschil!
Da’s toch bijna geen verschil, hoor ik je denken. En misschien is dat ook wel zo. Of misschien ook niet. Voor mij is het exemplarisch voor de tijdgeest: het is een besparing van 6,2% aan energieverbruik. Kijk eens hóevéél moeite er gedaan wordt om 6% meer duurzame energie te produceren! Terwijl je met zoiets simpels (en zoiets kleins, mea culpa) al 6% kunt “verdienen”. Natuurlijk zit er een grote aanname in (namelijk: hoeveel procent van de energie was er voor het koken van de boontjes?). Maar 6% minder energie is toch mooi?
In kosten schiet het overigens niet op: 0,1 kuub gas kost iets minder dan 8 cent. En 1kwh elektriciteit al snel 2,5x zoveel. 20-23 cent, ongeveer. Gelukkig zijn die kosten sowieso vrij laag, en levert het me wel een hoop gemak op! En minder energieverbruik!
Geldsnor kookt graag en uitgebreid. Koken is hierbij het proces, de methodes zijn natuurlijk vaak ook bakken, stomen, braden, pocheren etcetera. Maar koken dus. In ons razendefficiënte huishouden is koken een taak die soms gepland moet worden. Met een echtgenote als obesitas & voedingsdeskundige is het natuurlijk evident dat wij gezond eten en er weinig tot niets uit een pakje komt.
Maar zij werkt ook ver weg van ons huis. Of we wonen ver weg van haar werk. En ik werk vrijwel altijd thuis. Voor de coronacrisis was dit vaak al 2-3 dagen per week, nu is dat 4-5 dagen per week. De drukke dagen zijn de dagen dat zij werkt (& ik ook): dinsdag, woensdag en donderdag. Het is dan een race van hot naar her met ophalen van zoonlief van school (dinsdag & donderdag) en BSO (woensdag) en daarna het ophalen van de meiden van de kinderopvang (dinsdag & woensdag) of opa & oma (donderdag). Vrouwlief komt vaak rond 18:30 thuis en kan nog net meehelpen met de kinderen naar bed brengen. En ergens moeten de honden ook nog worden uitgelaten.
Dit allemaal ter illustratie: koken moet soms efficiënt gebeuren, maar we doen het altijd. En uiteraard koken we vaak voor meerdere dagen. En soms komt dit niet uit. Woensdag was zo’n dag, waarop ik de hele dag telco’s had die uitliepen, de honden hadden snel geplast en ik moest nog koken. Tijdens de ene telco heb ik de sperziebonen gesneden (puntjes er af): 500 gram van de boerderijwinkel en 200 gram uit eigen tuin. En tijdens de andere telco heb ik aardappels geschild en in stukjes gedaan.
Wat ik dan vaak doe is, in dit geval, de boontjes vast aanzetten als ik de honden laat plassen en tegelijkertijd de oven aan zetten. In de oven zet ik dan de piepers en in dit geval ook speklapjes, vlak voordat ik de meiden op ga halen. Vervolgens de timer dat na 35 minuten de oven uitgaat en alles is keurig klaar als iedereen is opgehaald en de handen gewassen heeft.
Kom ter zake vriend, het ging over de oven
Oja. De oven. De oven die wij hebben heeft een “gewone” opwarmstand en een stand om snel op te warmen. En uiteraard vroeg ik me af, ook namens de mensheid, wat nu energiezuiniger is: de turbostand of gewone stand.
Bij beweging en stoken is dit makkelijk: een grote versnelling kost meer energie (netto) dan een tragere versnelling. En bij het stoken van je huis wil je ook gelijkmatig en traag stoken om gebruik te maken van de condensatiewarmte.
Bij een oven is mijn redenering anders: er is geen sprake van verlies door warmte-ontwikkeling (zoals bij auto’s) die niet in beweging wordt omgezet. Er is ook geen condensatiewarmte te behalen. Dus mijn beredenering is dat je de oven zo snel mogelijk wilt opwarmen. Zo wordt er tijdens het opwarmen minder warmte verloren.
Uiteraard heb ik dit uitgerekend. De “gewone” stand levert in onze oven een vermogen van 2400W. Het duurt dan ongeveer 15 minuten voordat deze de 200 C heeft gehaald. Ergo: het kost 0.6kwh om de 200C te halen.
De turbostand gebruikt het volle aansluitvermogen: onze oven trekt dan een vermogen van 3500W. Maar, in ongeveer 5 minuten (!) is de 200C ook gehaald. Wow! Da’s nog eens turbo. Concreet: het opwarmen van de oven vergt nu slechts 0.29kwh.
Vanaf het moment dat de oven warm is maakt het niet meer uit: de benodigde energie om de temperatuur vast te houden is verwaarloosbaar, maar ook identiek. Daar schrijf ik nog wel eens een blogpost over: eten “koken” in de oven of op gas.
Voor nu: als je een functie hebt om de oven snel op te warmen, dan is dit zeer gunstig. Het verbruikt de helft minder energie. Mocht je je afvragen hoe dit kan? Eigenlijk heb ik het al verklapt. De oven is sneller op temperatuur en tijdens het opwarmen gaat er dus minder warmte verloren aan de buitenkant die weer gecompenseerd moet worden door langer te verwarmen.
Waarom is de snelle opwarmfunctie dan niet de standaard? Dit is mij een raadsel. Het enige wat ik me kan voorstellen is dat fabrikanten rekening houden met het aansluitvermogen van (oudere) woningen. Er zijn woningen met een aansluiting van 1x25A. Als je oven op dat moment al 11A trekt (3500w-230V = 10,86A), blijft er minder over voor de rest van het huis.
Huize Geldsnor is echter voorzien van 3x25A en heeft dit probleem dus niet.
Wist je dat juni 2021 de warmste was sinds het begin van de metingen in 1901? Nouja, het is zo, in ieder geval in De Bilt. In mijn regio overigens ook, maar mijn regio is altijd de warmste van het land in het voorjaar en de zomer.
Maar helaas is “warm” niet geheel synoniem geweest aan zonnig. De eerste 3 weken was het zonnig, en daarna was het vooral somber. Het netto-resultaat was nog nét positief ten opzichte van juni 2020 (3kwh verschil!), maar het verbruik lag ook fors hoger. Hoofdzakelijk omdat we in juni 2020 meerdere weken op vakantie waren. Een andere oorzaak is de hitte die we gehad hebben. Wij hebben hier een hittegolf gehad en meerdere losse warme dagen. Dit zorgde voor airco-gebruik om het huis koel te houden (22C op slaapkamers, 24C in de woonkamer).
Maar vooral maart, april en mei waren somber vergeleken met vorig jaar. 762kwh minder in deze drie maanden! 762kwh staat gelijk aan 172 EUR. Januari en februari waren wel iets zonniger, dus het netto-resultaat is 462kwh (109,84 EUR).
En juli begint dramatisch en lijkt voorlopig niet beter te worden. Juli 2020 was geen topmaand, slechts 1121kwh. Maar deze maand lijken we onder de 1000kwh te blijven. Sterker nog, als ik de resultaten van de eerste 6 dagen extrapoleer kom ik nog niet op 900kwh!
Is dat een probleem?
Bovenstaande is geen probleem, maar wel erg jammer. Het betekent dat ik bij moet betalen op de energierekening, waar ik rekening had gehouden met een zonniger voorjaar en begin van de zomer. Een totaal verschil van wellicht 700kwh ten opzichte van vorig jaar hakt er aardig in en onze jaarrekening volgt in augustus. Gecombineerd met een hoger verbruik (vakantie vs. geen vakantie en airco ivm. hitte) gaan we wellicht 300 EUR bij moeten betalen.
Het heeft ook een positief gevolg. Gezien ik de wereld beter wil achterlaten dan ik hem gevonden heb, wil ik zoveel mogelijk energie zelf direct gebruiken. Dit uiteraard zonder het nettoverbruik te verhogen. En in 2021 hebben we een aanzienlijk betere score behaald op dit vlak!
Opwek 2020 vs. 2021, afgezet tegen het percentage eigen verbruik
Zoals de meeste vaste lezers inmiddels wel weten ben ik nogal een boomknuffelaar. En ik maak me veel zorgen om de staat van het klimaat en de wereld waarin we leven. Vervuiling, korte-termijn denken en hoe laten we de wereld achter voor onze kinderen. En daar komt een stukje hypocrisie de hoek om kijken: ondanks dat ik me grote zorgen maak, heb ik zelf 3 kinderen op deze wereld gezet. Ik draag dus niet echt bij aan het verkleinen van de wereldbevolking.
Ook op andere gebieden zijn wij niet per se een modaal gezin: we wonen in een grote vrijstaande woning, met overal airco. Badkamer met ligbad & regendouche (los van elkaar) en verder van alle gemakken voorzien. Het is ook niet zo dat we niets consumeren: er staan 2 auto’s op de oprit die allebei nog geen 2 jaar oud zijn. We hebben allebei een mobiele telefoon, hebben net een nieuwe keuken gekocht en zijn de zolder aan het verbouwen. Voor die zolderverbouwing gebruik ik wel zoveel mogelijk hout, wat op zichzelf CO2-opslag is voor de middellange termijn.
Maar we doen ook dingen goed: we stoken met de airco’s indien mogelijk het huis warm. We douchen kort en de ene auto is een elektrische auto en de ander een plug-in hybride. Ons huis is voorzien van 32 zonnepanelen en we hebben een tuin met vrij veel biomassa: fruitboompjes, houtwallen, een moestuin en veel planten. De overkapping in de tuin is gemaakt van grotendeels gerecycled hout en met de hand gezaagd. Tevens is onze vleesconsumptie meer dan gehalveerd ten opzichte van 2020. Zonder te spastisch te doen proberen we ons steentje bij te dragen. En uiteraard hou ik alles bij!
Finaal energieverbruik
Zo hou ik ook ons energieverbruik bij. Niet alleen elektriciteit, maar ook gas & benzine (voor de PHEV). Dit reken ik allemaal om naar de energie-inhoud van elektriciteit: kwh. Zo levert een kwh gas (afgerond) 10kwh, en een liter benzine 8,9 kwh. Op deze manier hou ik exact bij hoeveel ik waarvan verbruik.
En we hebben het goed gedaan het afgelopen half jaar. Mea culpa, de eerste helft van dit jaar is nog niet helemaal voorbij, maar daar gaat niet veel meer aan veranderen. Onderstaande grafiek toont wel wat opvallende dingen die ik graag toelicht. Ten eerste stookten we in januari 2020 nog niet met de airco, dat zijn we pas in oktober gaan doen. Je ziet hier een enorm verschil in het energievebruik. Weliswaar zijn we veel meer elektriciteit gaan verbruiken, maar véél minder gas. Ditzelfde effect zie je ook nog in februari, waarbij februari ook nog eens erg zonnig was. In april lag het energieverbruik stukken hoger dan vorig jaar: dat komt omdat de opbrengst van de zonnepanelen in april maar liefst 25% lager lag dan in 2020! Ditzelfde geldt voor mei, wat in 2020 een topmaand was en in 2021 een regenachtige maand. Juni daarentegen is een ander verhaal: niet alleen is juni 2021 iets zonniger dan 2020. Nee, het grote verschil is de vakantie. In 2020 waren we 3 weken op vakantie in juni. Uiteraard verbruiken we meer elektriciteit en gas nu we thuis zijn. Maar, de vakantie was vorig jaar met een camper. 300 liter diesel betekent nogal wat kwh’s die verbruikt zijn.
Totaal energieverbruik, huishouden & transport tov. 2020Netto verbruik per “doel” in het jaar 2021. Exclusief teruglevering van zonnepanelen!
Ons totale energieverbruik in de eerste helft van 2020 bedroeg 15648 kWh. De eigen opwek van ons huishouden was 5895kWh (37,7%). In 2021 is ons totale energieverbruik afgenomen tot 11.100kWh. Hiervan hebben we 5482kwh zelf geproduceerd: 49,4%.
CO2 uitstoot van ons huishouden
Ook de CO2-uitstoot van deze bronnen reken ik allemaal uit. Althans, excel doet dat met mijn parameters. Een kwh elektriciteit levert een bijdrage op van 400 gram. Dit is het “grid-gemiddelde” in Nederland, bij benadering. Mijn stroom is weliswaar 0 gram (komt van het dak), maar als ik het niet verbruik zou een ander geen grijze stroom hoeven verbruiken. Een liter benzine levert 2,88kg per liter aan CO2 uitstoot op: “well to wheel“. En een kuubje gas doet 1,89kg.
De netto CO2 uitstoot voor vervoer & ons huishoudelijk energieverbruik was in de eerste helft van 2020 slecht voor 2339kg (inclusief teruglevering energie). In 2021 is dit afgenomen tot 1290kg. Ruim 45% minder dan in 2020.
Hoe nu verder?
Eén van de grootste beïnvloeders van ons energieverbruik is het gebruik van de auto (2021: 27%, 2020 31,6%). Met name de benzine auto. Weliswaar rijdt deze voornamelijk op elektriciteit (we hebben pas 1x getankt dit jaar), maar de kans dat we dit volhouden is klein. Er komt een tijd dat we toch weer meer naar kantoor moeten. En als ik naar de zaak ga, dan gaat mijn vrouw met de dino-verbrander ipv. met mijn elektrische auto.
Ook de verwarming levert een aardige bijdrage. Ondanks ons beperkte gasverbruik is dit toch maar liefst 39,8% van ons totale energieverbruik. In de tweede helft van het jaar neemt dit percentage wel af: zeker in het najaar zullen we vrijwel alles warm stoken met de airco en dat is energetisch gewoon véél efficiënter en dus beter voor de wereld. En daarbij ook beter voor onze portemonnee. We gaan in dit jaar wat experimenteren met iets warmer stoken overdag. Dan hoeft er ’s nachts minder gestookt te worden. In de nacht hebben we geen zonnestroom en onze thermische massa is enorm. Alle energie die we er overdag in stoppen hoeft dus ’s nachts niet meer. Het voordeel hiervan is niet alleen dat we meer zonnestroom gebruiken. Nee, overdag is het doorgaans warmer en daardoor werkt de warmtepomp véél efficiënter dan ’s nachts.
Onze vakantie is dit jaar in augustus. Dus ook dan zullen we een fors lager verbruik zien thuis. In totaal verwacht ik dit jaar een min van 18% te zien tov. 2020. En dat is een prima score met een koude februari lijkt me!
Airco. Heerlijk, mits goed gebruikt. Niet te koud instellen, en niet direct in de luchtstroom gaan zitten. En goed bedenken dat er ook andere methodes zijn om je huis af te koelen. Ventilatie en zonwering doen al wonderen, zeker als je een “zwaar huis” hebt.
Maar goed: er zijn momenten in de zomer dat het zo warm wordt, dat het onvermijdelijk is dat je de warmte in de woning krijgt. Muren worden warm en die warmte slaat vanzelf naar binnen. Airco is dan je grote vriend. Maar hoeveel elektriciteit gebruikt die airco en wanneer zet je ‘m aan?
Energieverbruik van de airco: de parameters
In de eerste plaats hangt het werkelijke gebruik af van een aantal parameters. Nogal een open deur. Maar dat is dan ook één van de belangrijkste parameters: airco aan = ramen & deuren dicht. Je stookt immers in de winter ook niet met de ramen open?
Ook de ligging, grootte en massa van de woning bepaald veel: instraling van de zon en hoeveel zonwering er aan de buitenzijde is. Gordijnen open of dicht maakt niets uit, die zitten aan de binnenkant en de warmte is al in huis.
Verder geldt uiteraard dat des te groter het gewenste verschil is, des te meer energie je gebruikt. Het kost meer energie om een woning of kantoor tot 20 graden te koelen dan tot 24.
En een airco is gewoon een warmtepomp: de grootste efficiency haal je door te koelen als het buiten koel is. En dat is juist een fijne paradox, net als bij verwarmen met de airco: als het buiten koel is, dan staat de airco nog niet aan…
Begin in ieder geval met koelen als het nog koel is in huis: probeer niet de reeds opgenomen warmte weg te koelen. Dat kost enorm veel energie en zodra je de airco uitzet is het binnen no-time zweten geblazen!
Het energieverbruik van de airco dus!
Oké, ik kom al ter zake. Belangrijk is het verschil te kennen tussen thermische energie en elektrische energie. Je koelt de thermische energie weg met een aantal BTU (een oude unit, nog steeds gebruikt in airco land) per uur. En uiteraard reken je dit om naar echte eenheden, zoals KWh. Maar dat is nog steeds thermische energie. Door de COP (Coefficient Of Performance) bepaald hoeveel vermogen er wordt geleverd om dit weg te koelen. Al is geloof ik EER de officiële term bij koeling. Maar het principe is hetzelfde. Het leuke aan de EER is dat de “referentiewaarde” geldt bij een temperatuur van 35C. Bij een lagere temperatuur buiten is het proces nog iets efficiënter. Manieren om mijn EER of COP te meten heb ik niet. Op het moment dat ik de airco gebruik, schijnt namelijk de zon en lever ik altijd energie terug. Dus moet ik gaan rekenen.
Gelukkig kan ik dat. Ik ga uit van het totale te koelen volume & massa binnen de “geïsoleerde schil”. Zo is het dak heel erg zwaar, maar tel ik het niet mee: 99,5% van de massa van het dak ligt buiten de geïsoleerde schil. Mijn dak is namelijk van Unidek platen gemaakt en het enige stukje wat niet geïsoleerd is, is de afdekplaat aan de binnenkant. 6mm dik en dus verwaarloosbaar ten opzichte van de rest.
Huize Geldsnor weegt op de benedenverdieping 51.000kg. Hier komt de bovenverdieping bij, met nog eens 15 ton. De reden waarom de bovenverdieping zoveel lichter is? Welnu: we hebben een hellend dak reeds vanaf de eerste verdieping. En de vloer van de verdieping heb ik ook al meegeteld als massa van de benedenverdieping, alleen toen als plafond. Verder zit er afgezien van wat dragende muren en tegels in de badkamer bijzonder weinig massa in. Totaal heb ik het nu dus over 66.000kg. Hier komt nog wat lucht bij: 542m3 is de inhoud van de woning. Dit weegt 700kg, net iets meer dan 1% van de (geïsoleerde) massa van de woning. Totaal komen we op 66.700 kg. Ik kan wel gaan afronden om “makkelijker te rekenen”, maar excel maakt geen onderscheid en 66.700 is net zo moeilijk als 66.000kg.
Grafiek van Buienradar: Eindhoven op 8 augustus 2020.
Op deze bijzonder warme dag zie je dat rond 9 uur de zomerse grens al werd overschreden en het om middernacht onder de 25C zakte.
We moeten een aantal aannames doen hoeveel warmte er binnenkomt. Je houdt immers alles zoveel mogelijk gesloten, maar de lucht buiten is warm en de zon schijnt. Maar stel dat het zonder airco 30C wordt in huis, dan is het opgenomen vermogen van de woning (schrik niet) 1.32 miljoen BTU, in vergelijking met een temperatuur van 25C.
1,32 miljoen BTU staat gelijk aan 387,2 kwh. Dat is nogal een verbruik. Gelukkig is de praktijk iets “weerbarstiger”. Ten eerste: de woning begon niet op 25C, waarschijnlijk. In de nacht heb je het gekoeld tot een temperatuur die lager lag. Iedere graad koeler dan 25C heeft reeds 264.234BTU geabsorbeerd. Als het in de ochtend 22C in huis is, is de “voorsprong” dus 792.000BTU.
Bij dezelfde hitte-doorslag het huis in, hoef je nu nog “maar” 528,500 BTU weg te koelen: 155kwh thermisch vermogen. Bij een EER van 4 betekent dit een elektrisch verbruik van 38,75kwh. Gemiddeld 2,58kwh per uur dat er gekoeld wordt.
Een airco kost dus, onder “worst-case” (want 8 augustus was een zéér hete dag!) omstandigheden 8,52 EUR voor mijn woning. Let op dat je airco überhaupt wel de capaciteit moet hebben om dit weg te koelen. Wij hebben in totaal 34.000 BTU koelcapaciteit per uur en dat zou betekenen dat het systeem 15,5 uur moet draaien om die 528,500 BTU weg te koelen: net zo lang als de temperatuur bóven de 25C is buiten. Later deze week gaan we het keurig zien…Want het wordt heet!
Bij het kiezen van een nieuwe keuken krijg je al snel de vraag: hoe ga je de kookgeuren afzuigen? Dat gaat niet alleen om welke afzuigkap (kookplaatafzuiging of boven je hoofd, al dan niet afgeschuind, in het plafond etc).
Nee, de belangrijke vraag is: ga je voor recirulatie of directe afzuiging? Met directe afzuiging blaas je de luchtjes direct naar buiten. Met recirculatie wordt de geurtjes en het vocht verwijderd en de lucht teruggeblazen. Dit hangt af van hoe je huis gebouwd is: centrale afzuiging (met of zonder warmteterugwinning ofwel WTW), of een “losse pijp” zoals in Huize Geldsnor het geval is. Ofwel: is er ventilatieafvoer?
Nadelen aan recirculatie zijn er ook: niet al het vocht wordt afgevangen en niet alle geurtjes er uitgehaald. Die filters moeten ook vervangen worden (en ze kosten ~100EUR!)…Ook is er meer weerstand in het systeem waardoor de motor harder moet werken en dus meer geluid maakt. Maar ook voordelen: minder tocht en je hebt geen ventilatieafvoer nodig. Handig voor je kookeiland. Maar die heb ik niet.
Een punt wat een bepaalde keukenverkoper ons aan wilde praten is “duurzaamheid”. Je zuigt niet alle warme lucht naar buiten, die je met kostbare middelen hebt verwarmd. Met zo’n opmerking prikkel je mij behoorlijk uiteraard!
Warmteverlies door de afzuigkap
Het warmteverlies is iets wat we kunnen quantificeren. Het is namelijk een rekenkundig dingetje. Hou ik niet van, maar ik offer me graag op voor de mensheid.
Op de eerste plaats: ja, je verliest warmte. Je kookt in een huis met een bepaalde temperatuur en je gaat lucht onttrekken aan die ruimte. Automatisch betekent dit dat er verse lucht van elders komt en als “elders” buiten is en de temperatuur daar lager is, dan moet die lucht verwarmd worden. Als je met een WTW werkt is dit allemaal niet van toepassing: je afzuiging is dan mét ventilatieafvoer aangesloten op de WTW die de warmte keurig behoud.
Op de tweede plaats: hoe groot is dat warmteverlies? Dit hangt af van hoeveel je afzuigt. Bij een Bora Xpure is dit maximaal 626m3 per uur. Als ik een beetje rondkijk op Coolblue dan is rond de 600m3 per uur een aardige waarde. Daar rekenen we dus maar mee.
Op de derde plaats: op hoeveel dagen van het jaar is dit relevant? Grofweg van mei tot oktober staat de verwarming hier uit: het is warm genoeg. Maar dat is niet het enige criterium: doorgaans koken wij aan het eind van de middag. Zo tussen 17 en 18 uur. Hoe vaak staat op dát moment de verwarming aan, ofwel hoe vaak is het op dat tijdstip buiten kouder dan binnen én in hoeverre is dat ongewenst? Ik ga even uit van 180 dagen per jaar: 180 dagen per jaar is het buiten kouder dan binnen en zuig ik dus koude lucht aan.
Hoe koud? Ik moet wederom een aanname doen. Daarvoor kijk ik naar de gemiddelde maximumtemperatuur in mijn omgeving. Ik kook immers op vrijwel het warmste moment van de dag. En die lucht zuig ik naar binnen. De minimale temperatuur of het gemiddelde van een etmaal kan ik dus niets mee.
Gemiddelde maximumtemperatuur voor mijn locatie (bij benadering), KNMI station Eindhoven.
En hoe ver moet ik deze lucht weer opwarmen? Tot 18.5C, dat is onze thermostaat instelling. Dit verschil noemen we “Delta T” en leidt tot een aantal gewogen graaddagen. Dit is de periode waarin de verwarming dus aan staat en je warmte binnen wilt houden.
Goed, nu gaan we rekenen. 600m3 lucht weegt ongeveer 780kg. De afzuigkap laten we een uur draaien. Dat lijkt me ruimschoots lang genoeg, want wie zuigt er nu een uur lang continu op maximaal vermogen? Met de hulp van mijn aloude vriend (dat wil zeggen, met zijn blogpost, niet met hem zelf) heb ik het uitgerekend en omgerekend. Ik zuig 1.1 miljoen BTU af…Per jaar. Ik bespaar je het excelsheet…
Wow! Dat klinkt als veel. Nou. Enorm. Of toch niet? Denk even mee: de vloer van mijn huis weegt 15 ton. De muren nog eens 21 ton, en het plafond grofweg 15 ton. Dit is allemaal massa die een temperatuur heeft en dus meewerkt aan het opwarmen (of het afkoelen vertraagt): 51.000kg, en ik tel alleen de benedenverdieping. Om deze massa 1 graad af te laten koelen heb je 202.000BTU nodig!
Dus stel je dit eens voor, in theorie: als ik alle lucht die ik in 1 jaar afzuig via de afzuigkap op 1 dag zou doen, putje winter, dan koelt mijn huis 5,5 graad af. Dat is aardig te overzien…
Je kunt het natuurlijk ook anders stellen: 1m3 gas levert 33335 BTU. Om de 1.1 miljoen BTU te compenseren heb ik bijgevolg op jaarbasis 34m3 gas nodig. Dit kost ongeveer 26,52 EUR. Ongeveer 4x zo goedkoop als het vervangen van de koolstoffilters.
Met de komst van de zomer doet de zon leuk mee in de productie van energie. Zo is de piek tegenwoordig rond de 8.5GW – en om dit in perspectief te plaatsen: het vermogen van Nederlands energieverbruik ligt rond de 20GW. Een groot aandeel komt dus van zon. In de zomer spelen er een aantal factoren mee: de zon schijnt langer, feller en staat hoger aan de horizon.
Wanneer levert de zon de meeste energie?
De zon levert de meeste energie als de hoek tov. het zonnepaneel het grootst is: midden op de dag. Maar daarmee is niet alles gezegd: dat is niet per se het moment waarop je ook de meeste energie produceert. Het hangt er namelijk ook in sterke mate van af hoe de hellingshoek van jouw zonnepanelen is. Zo zijn mijn zonnepanelen geplaatst onder een hoek van 45 graden en is de invalshoek in april “rechter” dan in in juni.
Van zonnepanelenboeren hoor je vaak “dat het niet zoveel uitmaakt” of de zon schijnt. Welnu, ik kan feitelijk onderbouwen dat dit keiharde onzin is. Het hangt er vanaf hoe dik de bewolking is: sluierbewolking doet vrij weinig, regen en dikke pakketten bewolking vrij veel. Maar: het is ook onzin om te veronderstellen dat zonnepanelen alleen werken of zinvol zijn bij maximale zonneschijn. Hieronder een plot van mijn 9.6kwp systeem (32 panelen * 300wp, waarbij wattpiek een genormeerde maximale opbrengst is.
Maar de invloed van temperatuur dus op de opbrengst van de zonnepanelen
Doordat de zon het meest schijnt in de zomer, verwacht je de hoogste opbrengst in de zomer. Nu is dit dus niet het geval. Er speelt namelijk nog een hele belangrijke factor mee: de temperatuur. Boven de 25 graden celsius neemt de efficiency af met ongeveer 0.5%. Nu is het belangrijk om te bedenken dat dit gaat om de temperatuur van het zonnepaneel, en niet van de lucht. Maar bij een lagere luchttemperatuur zal het paneel meer afkoelen (IR uitstralen) en dus efficiënter zijn. Een zonnepaneel kan tegen de 100 graden celsius worden. Sommige sites melden “wel 60C”, maar dat is de temperatuur die een bakstenen muur kan behalen in de zomer. Zonnepanelen koelen echter ook razendsnel af: met een zuchtje wind neemt de temperatuur al af. Ze hebben namelijk nauwelijks massa en de massa die er is, is sterk verspreid. Een dunne pizza koelt sneller af dan een dikke, en lasagne duurt nog langer.
Afhankelijk van het seizoen en de ligging, leveren ze energie op gedurende de dag. In de winter leveren ze op een zonnige dag stroom van 9:30 tot 15:30. Eind mei van 6:30 tot 21:20. Een verschil van 9 uur. Ook komt het in de winter wel eens voor dat “ze” uberhaupt niet aan gaan: er is te weinig straling om de omvormer aan te zetten. Dat komt 1-3x per jaar voor en uitsluitend in december en begin januari.
Maar als de zon schijnt in de winter, is het maximale vermogen bijna net zo groot als in de lente. Zo groot is de invloed van temperatuur! Hieronder zie je een plot van een winterdag, vergeleken met een uitgesproken zonnige lentedag: 13 februari van dit jaar en 30 mei 2021.
Goed te zien: op een koude winterdag wordt hetzelfde vermogen gerealiseerd als in de late lente. Alleen de dagduur is aanzienlijk korter. Door schaduwwerking op het westen onder deze hoek is de grafiek in februari minder symmetrisch.
Wat valt er op? Ten eerste dat de zon al veel vroeger begint te schijnen in mei en veel later onder gaat. Maar de piek in het vermogen ligt in februari hóger dan in mei. Het verschil is enerzijds de zeer heldere lucht in februari en de hoeveelheid licht (er lag sneeuw). Maar vooral de temperatuur: in februari was het in de vroege ochtend -13 en overdag -2. In mei was het overdag 22 graden.
Een soortgelijke vergelijking kan ik maken tussen 25 april en 30 mei. Op 25 april lag de temperatuur stukken lager (slechts 12 graden overdag) en zie je in de ochtend nog wat schaduwwerking. In de middag is de piek echter stukken hoger dan in mei: 8640w, versus 8100w, een verschil van ruim 6%.
De totale opbrengst op 25 april was lager dankzij bewolking, maar de pieken op onbewolkte momenten waren véél hoger dankzij de lage temperatuur.
Maar nu gaan we eens kijken naar een hete, onbewolkte dag. 8 augustus 2020. Het was die dag warmer dan 35 graden, namelijk 37 in mijn omgeving. De dagen met 40 graden uit 2019 heb ik helaas niet: toen lagen de panelen nog niet op dit huis.
Een vergelijking tussen de zonnepanelenopbrengst op een zonnige lentedag (31 mei 2021) en een zeer hete zomerdag (8 augustus 2020, met 37.0C in mijn woonplaats). Het is duidelijk te zien dat de zeer zonnige augustusdag een veel lagere opbrengst heeft dan de zeer zonnige meidag. Het primaire verschil? De temperatuur!
Beide dagen waren stralend zonnig. In augustus is de zonnestraling net zo sterk als in maart/april en dat zijn maanden waarin het maximum (8640w) wél bereikt worden. Maar je ziet met de hitte: de piek is aanzienlijk lager. 18.2% lager, om exact te zijn, ten opzichte van het maximale piekvermogen van 8640. Deze relatie is natuurlijk te plotten: hier de karakteristiek voor mijn systeem:
Opvallend lijkt de lage opbrengst bij temperaturen net boven nul. Dat komt door een gebrek aan data: in de winter komen er nauwelijks “zachte” dagen voor die helder zijn: meestal is het helder en koud, of bewolkt en zacht. Een combinatie daarvan (zacht en zonnig) zagen we in februari en is het puntje net voor de 20C…De hoge opbrengsten in februari zijn de eerste 2 punten: koud, zonnig, maar al niet meer “putje winter”. Maar temperaturen net boven nul en zonnig hebben we te weinig (of eigenlijk niet) meegemaakt. Verderop in het seizoen gaat helder weer altijd gepaard met veel hogere temperaturen. In december hebben we wel een paar dagen nét boven nul gehad met veel zon, maar de hoek van de zon is dan zéér laag en het piekvermogen niet representatief door schaduwwerking op mijn huis.
Bovenstaande is karakteristiek voor mijn systeem en uitgedrukt in absolute waardes. Maar dit kan natuurlijk ook relatief: het maximale vermogen per geïnstalleerde wattpiek vermogen. Dit zal vermoedelijk dichterbij de waardes komen voor jouw installatie – mits ook op het zuiden gelegen…
Al enkele jaren word ik gebeld door diverse bedrijven met als doel mij telefonisch iets te verkopen. Slecht verhaal: ik koop zelden iets, en al helemaal niet telefonisch. Maar ik kan me wel vermaken met de gesprekken. Opvallend is dat “ze” altijd op zoek zijn naar iemand totaal anders. Maar ik heb dit telefoonnummer inmiddels 3 jaar…En ik woon niet in Zwolle en de wijk waar zij wonen is ook niet helemaal mijn ding. Smalle straatjes, kleine huisjes. Feitelijk het tegenovergestelde van mijn grote vrijstaande huis met riante tuin in het zuiden van het land.
Maar goed. Ik werd gebeld door de Nuts Adviesgroep. Een keurig gesprek overigens, dus daar gaat het niet om: ze waren op zoek naar meneer X. Mijn antwoord was dat als ze hem vinden, dat ze dan meteen zeggen dat ik hem ook zoek, want ik ben al die telefoontjes wel zat. Enfin. Of ze dan mijn energierekening even mochten doornemen. Gezien mijn Teams call nogal saai was (zoals meestal) heb ik alles met de telefonische meneer doorgenomen. Toch een leuke hobby, om de verbazing te horen dat je alles exact weet. Sorry maat, maar ja ik hou alles bij in excel sheets. Dus ik weet éxact hoeveel stroom & gas ik verbruik…
Het verhaal was dat vanwege allerlei nieuwe regels in 2021 veel mensen te weinig betaalden voor hun energie en mogelijk verrassingen stonden te wachten. En daar ging het mis. Zo werd gesteld dat de wijzigingen in energieopslag en dergelijke ongeveer 3 cent waren. De werkelijkheid? De energiebelasting op gas is met 0.76 cent gestegen. Op 700m3 gas per jaar is dit dus ongeveer 5 EUR op jaarbasis.
Vervolgens ging de vraag naar de elektriciteitsrekening. Of ik wist wat mijn verbruik is. Ja, natuurlijk weet ik dat! Ongeveer 12.000kwh per jaar, en ik produceer daarvan zeker 10.000kwh zelf. Productie is 70% tijdens dagtarief, 30% daltarief (weekend & feestdagen). Het overblijvende verbruik is 80% daltarief, 20% hoogtarief. Ongeveer. De energiebelasting op elektriciteit is gestegen met 0.27 cent: op een nettoverbruik van 2000kwh is dat nog een keer 5 EUR. Deze 2x 5 EUR is nog altijd een stuk minder dan de verhoogde “vermindering energiebelasting”. Deze is namelijk met 31 EUR verhoogd. Ergo: iemand met mijn “gebruiksprofiel” gaat er 21 EUR op vooruit.
Ondanks dat het gesprek dus keurig verliep, ben ik wel een beetje verdrietig dat er kennelijk genoeg mensen intrappen om het lonend te maken. Deze tarieven zijn hetzelfde bij iedere leverancier (iets wat ze ook duidelijk onderstreepten). Maar zij zijn er natuurlijk helemaal niet op uit om te voorkomen dat mijn voorschot te hoog is: ze willen gewoon dat je via hen overstapt. Mijn tarieven waren echter stukken lager dan wat ze uberhaupt konden bieden: ik heb een gunstig contract afgesloten en inclusief de “hogere lasten” in 2021 kost een kuub gas mij 0.77278 EUR, ongeveer. En dit contract loopt tot oktober 2022.
Aan het eind van het gesprek krijg je altijd de optie om in het belmenietregister te komen. Maar dat werkt in mijn geval niet: iemand geeft mijn nummer op sommige websites in en daarmee hebben zij toestemming gekregen om mij te bellen. Weliswaar van iemand anders, maar toch…
Opeens is het zomer. Na (gevoelsmatig zeker) de maandenlange regenperiode is het eindelijk droog geworden, en daarbij ook meteen warm. Huize Geldsnor staat op één van de warmste plekjes van Nederland, in het zuidoosten. We wonen in een klein dorpje nabij de Duitse grens. Letterlijk kan ik Duitsland zien liggen vanuit mijn kantoor (op zolder).
Maar goed, het is dus warm. En hoewel ik érg hou van hitte, kou, regen, sneeuw en storm, heb ik ons huis volledig voorzien van airconditioning. Die gebruiken we sporadisch, althans om te koelen. Er zijn immers meer manieren om je huis af te koelen. Zo is er zonwering, ventilatie en dus de airco. Wanneer gebruik je nu wat?
Comforttemperatuur (en vochtigheid)
De eerste parameter is feitelijk de comforttemperatuur. Wat vind jij prettig? Als je 28C prima te doen vind (als binnentemperatuur, inclusief om in te slapen), dan hoef je niet veel meer te doen dan een raampje open. Als je 22C wilt handhaven, dan is het al een stukje lastiger.
Wij vinden 25C in de zomer beneden acceptabel. Op de bovenverdieping is 22C acceptabel om in te slapen. Op kantoor koel ik tot 23C, maar mag het sporadisch warmer zijn.
Onderstaand is een schematische weergave van onze woning. Alle temperaturen zijn gemeten op 3 juni 2021, om 08:45. Op zolder was het 24.2C, op onze slaapkamer 22.5C, woonkamer 21.5C en de keuken 23.7C. De buitentemperatuur was 21.0C. Door de relatief hoge luchtvochtigheid voelt het al vrij snel klam aan.
Achtergevel van Huize Geldsnor. De achtergevel is gericht op het westen. De buitentemperatuur was op dit moment 21.0C, bij een relatieve luchtvochtigheid van 70%.
Hoe komt warmte het huis in en wat kun je er tegen doen?
Warmte komt op verschillende manier naar binnen. Zo is er conductie, convectie en radiatie (straling). Conductie wil zeggen dat er géén directe warmte-uitwisseling is: de muur wordt warm, en door het opwarmen van de muur gaat op een gegeven moment ook de binnenmuur warm worden: de warmte “slaat door” naar binnen. Dit kun je beperken door te isoleren: het werkt exact hetzelfde als bij kou. Door een barrierelaag van bijvoorbeeld steenwol of glaswol wordt de warmte veel minder goed doorgegeven en breek je de conductie. Convectie is de warmteoverdracht door een “fluidum”. Dit is een gas of vloeistof. In het geval van het opwarmen van je huis gaat het om gassen: lucht. De koude lucht uit je huis stroomt weg (aan de onderkant) en wordt vervangen door warmere lucht van buiten. Tenzij de buitentemperatuur lager is: dan stroomt de warme lucht weg uit het huis en zuig je koelere lucht aan. Dit bereik je door te ventileren. Dit kan zowel gedwongen convectie zijn als vrije convectie: gedwongen met bijvoorbeeld een ventilator of mechanische afzuiging. Of vrij door ramen en deuren (tegen elkaar) open te zetten. Straling/radiatie: de warmteoverdracht door straling. De meeste mensen denken dat dit beperkt is tot infrarood. Echter, dat is een misvatting. Ongeveer 44% van de energie in zonlicht bevindt zich in het zichtbare spectrum, 53% in IR en 3% in UV. Nu is de “grap” dat ieder object straalt in het infrarood-spectrum. En hoe warmer het wordt, des te meer straling er vanaf komt. Denk aan warme radiatoren (70C), of een bepaalde oppervlakte van materiaal. Hoe warmer het wordt, des te sterker de straling: daarmee koelt het object ook weer af. De kleur doet er niet toe: infrarood wordt geabsorbeerd door het materiaal en niet door de kleur. Dat een zwart oppervlak warmer wordt komt omdat al het zichtbare licht wordt geabsorbeerd; niet omdat er meer IR wordt geabsorbeerd. Dit object zal wel meer IR uitstralen. En daar komen we in moderne huizen met een uitdaging: ze zijn voorzien van HR++ glas. In de winter een groot voordeel, in de zomer een groot nadeel. HR++ glas reflecteert gedeeltelijk de IR-straling. En daar zit een deel van het probleem: dit geldt beide kanten op. De warmte die in je huis zit, gaat er daardoor ook niet zo makkelijk meer uit zo lang als dat het HR++ glas er voor zit. Straling beperk je door te voorkomen dat er licht naar binnen komt.
Radiatie: zonwering
Zoals gezegd hierboven voorkom je opwarming door straling door te voorkomen dat het binnenkomt. En dat kan op verschillende manieren. De meeste mensen denken meteen aan oplossingen als schaduwdoeken, rolluiken (zorgen wel voor hitte-doorslag) en andere “mechanische” zonwering. Dit werkt, maar is natuurlijk wat vatbaar voor weersinvloeden. Er zijn ook passieve methodes mogelijk: bomen of bij het ontwerp van de woning hier al rekening mee houden. Je ziet hier een voorbeeld van de zonnehoek op de 21e van iedere maand voor mijn locatie (bij benadering), op het hoogtepunt van de dag:
Instraling van de zon op de 21e van een maand, hoogtepunt van de dag
Als de overstek groter is, dan voorkom je tijdens de zomer dat er (teveel) direct zonlicht op de ramen valt. In de winter geniet je nog altijd van de zon die wel naar binnen valt, omdat de hoek kleiner is. Feitelijk is een zonwering van doek niets anders dan een grotere overstek.
Het belangrijkste aan zonwering is dat deze extern moet zijn. Het dichtdoen van gordijnen heeft geen enkele zin voor de warmteoverdracht. De warmte is immers al binnen in het huis en zal zich daar verspreiden: in dit geval middels convectie. De lucht rondom de gordijnen warmt op en verspreidt zich. Het dichtdoen van gordijnen voorkomt wél dat je wordt blootgesteld aan de directe straling (“direct heat exposure”) en draagt dus wel bij aan het gevoel van comfort.
Conductie: beperking van de warmte-doorslag
Conductie is eigenlijk op dezelfde manier op te lossen als het voorkomen van straling. Behalve dat je geen mechanische zonwering voor je huis zult plaatsen. Maar een muur die in de schaduw ligt zal geen warmte opnemen, of toch in ieder geval veel minder. Een muur in de schaduw wordt zo warm als zijn omgeving: bij 30C dus 30C. In de volle zon kan deze wel 60C warm worden. Een boom op een strategische plaats kan dus voor aardig wat verkoeling zorgen, simpelweg omdat de muur niet zo heet wordt. Maar ik geef toe: dit vereist nogal wat planning…Een goede methode is ook klimop te gebruiken, maar daar moet je van houden. Op mijn huis komt geen klimop (of welke andere klimplant dan ook…).
Convectie: ventileren
Ah, nu komen we ergens: ventileren. Algemeen kun je stellen: als de buitentemperatuur lager is dan de binnentemperatuur is het nuttig en zinvol om de ramen open te zetten. Immers, als de buitentemperatuur hoger is, zal het niet afkoelen in huis. Dat is dan ook het moment waarop je het raam dicht moet doen. Als het een raam is welke gelegen is op de zon, dan is het nuttig om eerder het raam dicht te doen. De muur rondom het raam zal namelijk aanzienlijk warmer zijn dan de buitenlucht en op die manier krijg je de warmte alsnog eerder in huis.
Zo gaan we aardig richting nachtventilatie. Veel moderne ventilatie-installaties zijn voorzien van een nachtventilatie stand. Niet allemaal, helaas. Het systeem weet dat het buiten kouder is dan binnen, en zal op dat moment meer (relatief) koele lucht van buiten aanzuigen en de warme lucht afvoeren. Als je niet zo’n installatie hebt, zoals ik, dan moet je het doen met het openen van ramen en/of het handmatig aanzetten van de ventilatie (afzuigkap & badkamer). Eventueel met ondersteuning van een ventilator.
Als ventileren niet meer helpt: airco
Airconditioning werkt als een omgekeerde warmtepomp. Er wordt warmte (en vocht, indien gewenst) onttrokken aan de lucht en deze wordt gekoeld in de warmte-wisselaar buiten. Dit werkt dankzij het uitzetten en comprimeren van gassen. Des te groter het temperatuurverschil, des te effectiever het proces is. Een woning die reeds 30C warm is proberen te koelen met een buitentemperatuur van 35C is uiteraard mogelijk, maar minder efficiënt. Het zal wellicht net zo snel gaan, maar veel meer vermogen kosten. Dit komt door 2 redenen: ten eerste is de warmteuitwisseling minder efficiënt. In de buitenunit moet het gas namelijk weer gecomprimeerd worden, zodat het als vloeistof in de binnenunit terecht komt. Hier neemt het warmte op en wordt daarbij weer een gas. Dit pomp je naar buiten, en daar begint de cyclus opnieuw. Als je het omdraait heb je verwarming. Maar je snapt dat een lagere buitentemperatuur gunstiger is voor de efficiëntie van je airco.
Het meest effectief is dus voorkomen dat het huis opwarmt en te zorgen dat je vanaf het moment dat de gewenste binnentemperatuur gelijk of hoger is dan de buitentemperatuur je de airco aan zet. Dit is efficiënter dan wachten tot in de avond om bijvoorbeeld de slaapkamer te koelen. Zo blijft de slaapkamer koel, en ook de muren, vloeren en plafonds. Door te voorkomen dat dit opwarmt kun je ook in de avond de airco uitzetten. Maar stel je voor dat je dit niet doet. Je zet de airco in de avond aan: het is 30C op de slaapkamer en je wilt terugkoelen naar 22C. Dit bereik je, afhankelijk van je vermogen en grootte van de slaapkamer, wellicht in een uurtje. Misschien al wel eerder. Je hebt een groot vermogen gebruikt (want aan het begin van de avond is het warmste moment van de dag), en héél koude lucht moeten blazen om uberhaupt te kunnen koelen. Dit is oncomfortabel om in te slapen en maakt misschien nog wat geluid ook. Je zet de airco uit…En binnen een mum van tijd is de kamer weer aan het opwarmen richting de 30C. Ondanks dat de buitentemperatuur op dit moment lager is: de muren, vloeren en plafonds zitten vol met de warmte en hebben een grote massa. Deze zijn in dat uurtje NIET noemenswaardig afgekoeld. Ik kan het uitrekenen, maar ik neem aan dat de logica te volgen is: 1 kuub lucht weegt ongeveer 1.3kg. Mijn slaapkamer is 24m2 groot en 2.5 meter hoog en heeft als gevolg een inhoud van 60m3: 78kg. De vloer is van beton, met een dekvloer. 10cm dik, in totaal. Op een oppervlakte van 24m2 is dat 2.4 kuub beton, met een soortelijk gewicht van 2.3 ton per kuub: 5552kg. De muren hoef ik niet eens mee te rekenen, maar doe ik toch. Er staat 22 meter muur, van 2,5 meter hoog en 10cm dik. Dat is nog een keertje 5,5 kuub aan zware materialen (al is 1 muurtje slechts een stapel Ytong blokken). Je snapt dat de 78kg lucht niet in verhouding staat tot de 10.000kg overige materialen in de slaapkamer. Die 10.000kg heeft een hoop warmte opgenomen en geeft die af aan zijn omgeving.
Je moet dus voorkomen dat het warm wordt in huis, en niet het symptoom gaan bestrijden. Dus: hou het zonlicht buiten, zorg voor goede isolatie en ventileer in de nacht en ochtend. Ook hiervoor geldt dat je lang moet ventileren, want de materialen van je huis geven heel veel warmte af (ons hele huis weegt > 100.000kg, alleen de vloer van de woonkamer al 23 ton). Deze thermische massa werkt natuurlijk ook in je voordeel: het duurt bij een zwaar huis ook een stuk langer voordat het opwarmt (in de zomer) of afkoelt (winter).
Welke airco is dan goed?
Het best werkt een split-unit airco. Deze heeft geen luchtafvoer, maar werkt met compressie. Losse airco’s, die met zo’n slang, ook wel een “mobiele airco” genoemd, hebben wel een luchtafvoer en pompen die lucht naar buiten via veelal ongeïsoleerde luchtkanalen. Daarmee komt een deel van de warmte weer terug naar binnen. Ook worden die slangen vaak plompverloren door een raam gehangen, wat het hele effect teniet doet. En als laatste: door het afzuigen van die lucht, zuig je ook warme lucht naar binnen. Het heeft daarmee een zeer klein netto effect.
Een split-unit airco is duurder, maar ook veel effectiever en efficiënter, met een veel hoger vermogen. Dit wordt gemeten in BTU’s (British Thermal Units). Een beetje losse airco heeft een vermogen van 9.000BTU. Mijn split-units hebben bij elkaar meer dan 30.000BTU vermogen. Wat kost dat dan? In mijn geval kostte het 4200 EUR, inclusief installatie, leidingwerk, buitenunits etc. Ongeveer het dubbele van mobiele airco’s, maar wel met een stuk grotere efficiëntie en comfort (meer functies).
