Energie besparen is een steeds belangrijker onderdeel van het duurzaam maken of bouwen van een woning of gebouw. Zie ook Duurzaam Bouwen en Ontwerpen.
Er kan bespaard worden op verwarming en op elektriciteit.
Besparen op verwarming
In een huis of een gebouw is vrijwel altijd behoefte aan warmte voor hetzij warm water, hetzij het opwarmen van leefruimte. We douchen immers liever met water boven de 30 graden, en we leven het liefst in ruimtes met een temperatuur van ten minste 20 graden. In Nederland stoken we meestal met een kachel of ketel die op gas werkt.
Alle besparing op het stoken (warmte) is dus een besparing op gasenergie. Minder gas verstoken betekent minder CO2 uitstoot en minder uitputten van onze bronnen.
Er zijn een reeks van mogelijkheden om warmte, dus gas te besparen:
- vloerverwarming
- lage temperaturen radiatoren (LT)
- warmte terugwinning uit (warme) ventilatielucht (WTW)
- zonneboiler (zonnecollector)
- warmtepomp
- warmte-koudeopslag (wko)
Bij vloerverwarming worden warmwater leidingen in de steenachtige dekvloer van leefruimtes verwerkt. Voor ruimteverwarming werkt dit systeem zuiniger omdat de temperatuur voor het water in de vloerleidingen lager is dan voor (gewone) radiatoren. Warmte trekt heel geleidelijk van het vloeroppervlak naar boven. De warmte is ook egaal voor de ruimte verdeelt.
Ook voor lage-temperaturen radiatoren geldt dat deze goed werken met een lagere watertemperatuur. De cv-ketel hoeft dus minder te stoken.
Een huis of gebouw moet goed geventileerd worden. Als alle kieren en naden van gevel en dak dicht zijn, wat het streven is bij de bouw (want dan is er daardoor geen energieverlies), dan moet er zeker door middel van een ventilator lucht ververst worden. Er wordt ventilatielucht naar buiten geblazen en verse lucht van buiten aangezogen. In de winter is de buitenlucht koud. Je kunt de warmte van de uitgeblazen lucht behouden: warmteterugwinning. Via een warmtewisselaar wordt die warmte aan de koude aangezogen verse lucht afgegeven.
Al heel wat jaar bestaat het systeem van zonne-energie benutten via zonnecollectoren. Daarin wordt water (of een vloeistof die niet kan bevriezen) opgewarmd door de warmtestraling van de zon. Via leidingen komt de warmte terecht in een voorraadvat (boiler). Het opgewarmde water van het voorraadvat kan door de cv-ketel lopen, die dan niet meer of minder hoeft bij te verwarmen.
De warmtepomp is een ingenieuze machine die meer energie kan genereren dan hij kost. Het principe wordt wel omschreven als een omgekeerde koelkast. De koelkast onttrekt warmte aan de binnenzijde die daardoor flink koud wordt. Aan de achterzijde laat hij die warmte vrij, daar wordt het warm. Net als bij de koelkast heeft de warmtepomp twee gedeeltes, een ‘warme kant’ en een ‘koude kant’. De productie van warmte (aan de warme kant) is het doel. Die warmte komt uit lucht of water (de koude kant). Er is dus een transport van warmte-energie.
In de machine is er (net als in de koelkast) sprake van een circulair proces in een gesloten circuit. Een geschikte vloeistof en gas wordt rondgepompt. De werking is gebaseerd op het natuurkundige principe dat voor verdamping (van vloeistof naar gas) warmte nodig is. Die wordt onttrokken aan lucht of water. Dat vindt plaats aan de koude kant. De damp wordt vervolgens door een compressor samengedrukt waardoor de temperatuur van de damp stijgt. Door de damp te laten condenseren (van damp naar vloeistof) wordt de warmte vrij gegeven. Deze warmte wordt verder benut in een verwarmingsinstallatie zoals een cv. De afgekoelde vloeistof in de warmtepomp wordt weer in druk verlaagd (door een expansieventiel) waardoor de temperatuur daalt. In deze toestand komt de vloeistof weer aan in de verdamper aan de koude kant waar warmte uit de omgeving wordt gehaald. Dat is de hele cyclus die voortdurend voortgaat.
De energiebesparing zit hem in het feit dat de energieopbrengst in warmte veel meer is dan de stroom die de compressorpomp kost. Het rendement kan 3½ keer zijn. Er wordt wel gezegd dat de warmtepomp ‘gratis’ warmte haalt uit de bron (water of lucht).
Warmte-koudeopslag (wko) is een methode om warmte- of koude-energie afwisselend per seizoen op te slaan in de bodem. Men gebuikt watervoerende lagen in de bodem als buffer. Via waterleidingen wordt in de winter warmte onttrokken aan grondwater. Die warmte gaat meestal via een warmtepomp een huis of gebouw in. Het afgekoelde water gaat op een andere plaats terug de bodem in. In de zomer wordt dat koele water opgepompt om het gebouw te koelen. Als dat water via een warmtewisselaar weer warmer geworden is gaat het terug in de bodem naar de eerste (warme) bron.
De energiebesparing kan groot zijn want er wordt veel energie hergebruikt die anders van de energieleverancier afkomstig was en dus van energiecentrales. Dus minder CO2-uitstoot.
Besparen op elektriciteit
Minder stroom afnemen van een huis- of bedrijfsaansluiting, betekent minder fossiele brandstoffen laten verstoken in een elektriciteitscentrale. Beter voor het milieu want minder CO2 uitstoot. Daarvoor in de plaats kan men duurzame elektriciteit gebruiken,
Er zijn een aantal mogelijkheden om te besparen op stroom:
- zonnepanelen
- warmtekrachtkoppeling (wkk)
- HRe-ketel
Zonnepanelen produceren duurzame elektriciteit, want de bron, zonlicht, wordt beschouwd als hernieuwbare energie. In de cellen die in de panelen zitten gaat een kleine stroom lopen als er zonlicht op valt. Een aantal zonnepanelen tezamen levert stroom op die direct gebruikt kan worden in huis of bedrijf, die komt dus niet meer uit de elektriciteitsaansluiting. Zie verder bij zonnepanelen
Warmte-krachtkoppeling (wkk) is een term die hoort bij een installatie die het opwekken van warmte combineert met het opwekken van elektrische energie. Dat kan door een generator te laten draaien op een (gas)motor. De generator (dynamo) produceert stroom. De warmte die in de motor ontstaat (b.v. 500°) wordt via een warmtewisselaar naar een verwarmingsinstallatie gevoerd. De combinatie in één installatie levert een besparing op het gebruik van fossiele brandstof op, ten opzichte van de conventionele situatie (stroom afkomstig van een elektriciteitscentrale + warmte van een cv-ketel).
De aandrijvingsunit in een wkk-installatie is een Stirlingmotor. Dit is een warmtemotor die werkt door de cyclische compressie en expansie van een gas in een gesloten circuit. Het rendement van dit type motor is heel hoog, door het gering aantal bewegende delen ook erg bedrijfszeker en heel stil. Een wkk-systeem wordt wel een kleine energiecentrale genoemd. Zij bestaat in verschillende groottes. Grootschalige installaties worden gebruikt bij bedrijven, industrie en grote gebouwen.
Voor woningen zijn er kleine wkk’s, ook micro-wkk genoemd. Een complete installatie (inclusief een kleine cv-ketel voor de maximale warmtebehoefte) wordt een HRe-ketel genoemd (de opvolger van de hr-ketel). In aanschaf nog wel duurder dan een ‘gewone’ hr-ketel. Maar er wordt minder stroom van een energieleverancier afgenomen. Als er op een moment weinig stroom nodig is zal de installatie ‘overtollige’ stroom aan het net gaan terugleveren. Lees hier meer over terugleveren.
