Eerder deze week en vorige week werden er al wat vragen aan mij gesteld, oa door Cheesyfinance: over het stoken met de warmtepomp, wanneer dit gunstig is en de invloed van de buitentemperatuur. Gezien ik hier al wat voorwerk voor had gedaan, is het een vrij eenvoudige vraag om te beantwoorden.
Deze vraag is eigenlijk tweeledig:
1. In het geval van een hybride systeem, waar ligt het omslagpunt tussen gas en elektra.
2. En 2, maar in relatie met 1: bij welke temperatuur stookt een warmtepomp het voordeligst?
Waarom niet meer? Nou vrij simpel: als je uitsluitend een warmtepomp hebt om je huis mee te verwarmen, dan heb je geen enkele keuze en hoef je vraag 1 niet te beantwoorden. Vraag 2 blijft dan wél relevant.
Hybride warmtepompsysteem: het omslagpunt tussen gas & elektra
Eerst maar even het hybridesysteem definiëren: met een hybridesysteem bedoel ik zowel de “hybride-warmtepomp combinatie” zoals de meesten dit kennen uit “de media”. Maar ook een systeem zoals ik in gebruik heb waarbij we met de airco stoken (lucht-lucht warmtepomp) maar ook nog de mogelijkheid hebben om te stoken met een CV ketel op gas.
Beide zijn “hybride”, waarbij de airco wat meer handmatigheid vereist en de hybride warmtepomp wat meer slimmigheid heeft ingebouwd (als in “vooringestelde parameters”)
In de basis is het heel simpel: het is een vergelijking tussen de gasprijs en de elektriciteitsprijs. Voor dit vergelijk stellen we de gasprijs op 3,50 EUR per m3 en elektriciteit op 0,85 EUR per kWh. Dat ligt in lijn met de prijzen zoals Greenchoice die voorstelde aan mij.
Dit lijkt een simpele keuze: elektriciteit is veel goedkoper per eenheid, dus nemen we elektriciteit. Zo simpel ligt het echter niet: een kubieke meter gas bevat namelijk 35,17MJ aan energie. Een kWh elektriciteit slechts 3,6MJ. Als we dit gaan omrekenen naar MJ betekent dit “dus” een prijs van respectievelijk 0,099 EUR per MJ en 0,236MJ.
En hier komt de COP tevoorschijn. Of de SCOP (da’s de COP met de S van Seizoen er aan vast). De COP is een maat voor de prestatiewaarde: hoeveel elektriciteit heeft de warmtepomp nodig om een bepaalde hoeveelheid energie uit de lucht te halen?
De formule is tamelijk eenvoudig: de prijzen per MJ door elkaar delen. We doen dan een aanname van een 95% efficiency van de CV-ketel (die is per definitie nooit 100). De uitkomst is dan dus 2,27 (0,104 delen door 0,236).
Dit kunnen we ook in kWh’s doen: 3,50 / 9,8 (warmteinhoud in kWH) = 0,3571 EUR per kwh (en met efficiency verlies dus 0,37. Elektra kostte 0,85. 0,85/0,37= 2,29. Het verschil zit ‘m in de afrondingen: rekenen in MJ is nauwkeuriger dan in kWh.
De COP is echter afhankelijk van een aantal factoren. Namelijk de buitentemperatuur en de afgiftetemperatuur. En uiteraard de kwaliteit van het toestel zelf. De SCOP van het toestel moet vermeld worden en bedraagt bij mij 4.1 (volgens de NEN-norm 14511 meen ik).
Bij watergebonden-systemen (binnenzijde aan een vloerverwarming bijvoorbeeld) is de (S)COP hoger, omdat de afgifte temperatuur lager ligt.
Enfin: je ziet al dat bij de prijsverhoudingen op dit moment, het vrijwel altijd gunstig is om te stoken met de airco. Het omslagpunt (~2,3) ligt ruimschoots onder mijn normwaarde en wat je sowieso mag verwachten van een dergelijk systeem (4.1 of hoger).
Bij welke temperatuur stookt een warmtepomp het voordeligst?
Nu komen we uit bij het volgende punt: bij welke temperatuut stookt een warmtepomp het voordeligst en hoe kun je hier voordeel uit halen?
Algemeen kun je stellen dat de COP toeneemt bij hogere temperaturen. Des te hoger de temperatuur, des te hoger de performance. Er zit immers meer energie in de lucht, waardoor de compressor minder hard hoeft te werken om het er uit te halen. Dit verschil is significant groot!
Onderstaand staat een grafiek zoals deze typisch is voor een middenklasse warmtepomp, met een afgiftetemperatuur van 35C. Dat zou voor mijn huis volstaan, vandaar. Grofweg gezegd is het voordeliger om met de warmtepomp te stoken (tov. gas) tot ongeveer -15. Daar duikt de SCOP van dit systeem onder de 2.3.
Echter, het aantal uren dat het kouder is dan -20 is op 1 hand te tellen, per eeuw…Het komt simpelweg zelden voor. Daar hoef je dus eigenlijk nauwelijks rekening mee te houden.
Maar je kunt er wel iets anders mee doen!
Namelijk: stoken als een pro!
Want nu kunnen we écht leuke dingen gaan doen.
Voor dit doel kijken we naar een typische winterdag zoals deze zo vaak optreed. Om middernacht is het iets onder de -2C. In de nacht koelt het af naar -3.2, de laagste temperatuur van dit etmaal. Tussen 3 en 4 warmt het op en de temperatuur loopt op tot bijna 6 graden midden op de dag. Onderstaande temperatuurgegevens komen van een winterdag in De Bilt, 1 januari 2021.
Stel je nu voor dat je een “dom” systeem hebt. Geen anticipatie, geen slimmigheden. Iets wat alleen reageert op het hier en nu. Het systeem zal nu ’s nachts gedwongen zijn om bij te verwarmen. Het “weet” niet dat het later die dag (sterk) op gaat warmen. Eeuwig zonde! Want overdag stook je in dit geval significant efficiënter.
Als we de COP van dit systeem om 3 uur ’s nachts op “0” zetten, kun je zien wat het effect is van later verwarmen:
Een zinvolle toepassing is dus het niet stoken van middernacht tot pak ‘m beet 3 uur. Daarna is het al 5% efficiënter om te verwarmen: je hebt 5% minder energie nodig om dezelfde warmte binnen te krijgen. Enkele uren later is dit al meer dan 20%. Dat zijn serieuze verschillen!
Het wordt natuurlijk nóg interessanter als je hier dynamische uurtarieven tegenover zet. Dat verandert namelijk niet alleen het omslagpunt tussen CV-ketel en de warmtepomp, maar ook welke uren het voordeligst zijn. Nu heb ik wel gekeken naar de tarieven op 1 januari 2021. Maar daar wordt je niet vrolijk van. Wat was energie toen (belachelijk!) goedkoop! Onderstaande tarieven zijn namelijk inclusief ODE & BTW!
Maar we zijn er nog niet! Want bovenstaande moet je eigenlijk ook in percentages uitrekenen, met hetzelfde nulpunt, gekozen op het koudste moment van de dag. Toevallig was toen ook de elektriciteitsprijs het hoogst van de dag zo ongeveer, en was dit dus zéker een moment om niet te verwarmen. Onderstaande kun je het best zo interpreteren: de goedkoopste momenten zijn de momenten waarop het verschil tussen de lijnen het allergrootst is! Zo is het eind van de middag buitengewoon onvoordelig door de oplopende elektriciteitsprijzen en is het in de ochtenduren (tussen 3 en 8) quasi gelijk, ondanks de lagere temperaturen die er op dat moment nog waren.
Als ik nu toch enig technisch inzicht had wat ik nuttig in kon zetten…Dan had ik een softwareprogramma geschreven die dit gewoon “real-time” doet, met voorspellende waardes en gewenste comfortlevels.
Inderdaad, als ik toch zou kunnen programmeren, dan zou dit best een leuk projectje zijn om stookkosten zo efficient mogelijk in te richten. Mooi blogje weer Geldsnor.
Een COP van 2 bij -20, weet je het zeker? 🙂 Mijn redelijk dure Nibe heeft bij 35 afgiftetemperatuur een COP van max 1,4.
Dit waren wat oudere data die ik kon vinden. Maar eerlijk gezegd is die kans zo klein dat ik het nauwelijks relevant acht. Ik stook graag wat extra als ik het mis heb!