Het overwegen waard

ENERGIE-ENGINEERING ■
Ondergrondse energieopslag
Het
overwegen waard
Aan de huidige energietarieven
kingsprincipe van energieopslag in de bodem
modo, twee typen systemen toegepast: open
loopt de energiefactuur aardig
relatief eenvoudig. Koude en/of warmte
systemen (warmte/koude-opslag, KWO) en
op. Het loont dan ook de moeite
wordt, door middel van waterputten, opgesla-
verticale Bodem Warmtewisselaars (gesloten
om de hernieuwbare of duurzame
gen in een watervoerende zandlaag (aquifer)
systemen, BEO ).
alternatieven onder de loep te
in de bodem. Met behulp van bronnen kan het
Jan Vanden Bergh, Smet-GWT: “De open
nemen, waarbij we automatisch
grondwater uit de aquifer worden opgepompt
systemen onttrekken energie uit grond-
denken aan groene productie. Maar
en weer in de aquifer worden geïnfiltreerd. ’s
water dat wordt opgepompt door middel
er zijn naast het louter opwekken
Winters wordt de winterkoude opgeslagen
van één of meerdere bronnen. Ze worden
van energie ook andere opties om
in de koude bron met een temperatuur van
ook wel grondwatersystemen genoemd. De
groene warmte of koude te leveren.
ongeveer 8°C. ’s Zomers wordt het koude
gesloten systemen onttrekken energie door
Ondergrondse energieopslag
grondwater uit de koude bron opgepompt
middel van – bijvoorbeeld – lussen die in de
bijvoorbeeld, een ‘doorwinterde’
en gebruikt voor koeling van een gebouw of
bodem zijn geplaatst. Ze worden dus ook wel
technologie waarmee Belgische
proces. Het grondwater neemt de warmte uit
bodemwarmtewisselaarsystemen genoemd
bedrijven heel wat ervaring
het koelcircuit in het gebouw op, en wordt
of Bodemenergieopslag (BEO). De opbouw
opgebouwd hebben. -- door Hubert
vervolgens met een temperatuur van 15 à
van de bodem - de natuurlijke bodemtempe-
Lahaut, Energie & Engineering
20°C in de warme bron geïnfiltreerd. Het
ratuur - bepaalt (mee) de geschiktheid voor
is de laatste jaren sterk toegenomen, en dit
grondwatercircuit en het gebouwencircuit
de toepassing van gesloten systemen. Bij
zowel uit oogpunt van milieu als van kosten-
zijn gescheiden door een warmtewisselaar.
de beoordeling van de toepassingsgebieden
besparing. Koude/warmte-opslag (KWO)
Warmte/koudeopslag in combinatie met een
vormt de economische haalbaarheid van
worden momenteel meestal toegepast voor
warmtepomp bespaart ongeveer vijftig pro-
de KWO een belangrijk aandachtspunt. Als
het verwarmen en koelen van grote(re) kan-
cent op de energie voor verwarmen en koelen
eerste kan daarbij worden aangegeven dat de
toorgebouwen en woon- en zorgcentra”. Aan
in vergelijking met een klassieke installatie,
toepasbaarheid van KWO beter wordt naar-
het woord zijn Ing. Jan Vanden Bergh,
bestaande uit een ketel en koelmachine. De
mate er meer koeling in een gebouw nodig
Area Manager bij Smet-GWT en Ing. Bart
levensduur van de bronnen, de terreinlei-
is. Gebouwen waarin niet alleen de ventila-
Nuyts, General Manager bij technisch han-
dingen en warmtewisselaar is tenminste 25
tielucht wordt gekoeld, maar ook aanvullend
delsbureau TAS.
à 35 jaar.
koeling in de vertrekken wordt geleverd, bijv.
Werkingsprincipe
Open en/of gesloten
lijke, zijn aantrekkelijker voor toepassing
Volgens onze gesprekspartners is het wer-
In technisch opzicht worden er, grosso
van koudeopslag. Gecombineerde koude en
B
ij ondergrondse energieopslag
wordt de ondergrond gebruikt als
opslagmedium voor warmte of
koude. De bodem fungeert als een soort
thermos (grondwater wordt gebruikt als
transportmedium voor de energie). Bij
deze techniek wordt overtollige koude of
warmte tijdelijk opgeslagen in een zandlaag
in de ondergrond en pas gebruikt wanneer
er vraag naar is. Zo kan winterkoude in
de ondergrond opgeslagen worden voor
koeling in de zomer. Tegelijkertijd kan
met het systeem in de zomer warmte
opgeslagen worden voor verwarming in
de winter. Hierdoor wordt de ondergrond
een duurzame energiebron. “De belangstelling voor dit soort duurzame systemen
met koelplafonds, inductie-units en derge-
december 2010 - © Control & Automation Magazine - Energie & Engineering
39
ENERGIE-ENGINEERING ■
warmteopslag maakt de rentabiliteit beter.”
naar de bodem worden afgevoerd. Dit vindt
ook om het af te koelen.
De termen ‘open systemen’ en ‘gesloten syste-
bijvoorbeeld plaats als warmtepompen in
Bart Nuyts, technisch handelsbureau TAS:
men’ duiden dus op het al dan niet oppompen
de zomer als koelmachines fungeren. De
“In deze moderne tijden waar energie enkel
van het opslagmedium.
condensorwarmte wordt dan afgevoerd aan
schaarser en duurder wordt, zijn warmte-
Bij open systemen wordt grondwater als
de bodem. Op deze manier wordt duurzame
wisselaars noodzakelijke apparaten gewor-
opslagmedium onttrokken. Via een warmte-
koeling gecombineerd met duurzame verwar-
den voor energiebesparende maatregelen.
wisselaar in het gebouw wordt de koude of de
ming. Zoals reeds kort aangehaald, bestaat
Warmtewisselaars – en nu spreek ik zowel
warmte uit het opslagmedium gehaald.
een bodemwarmtewisselaarsysteem (BEO)
over de veel compactere platenwarmtewis-
Bij gesloten systemen wordt een transport-
uit verticaal of horizontaal in de bodem aan-
selaars als buizenwarmtewisselaars – kunnen
medium door lussen in de bodem gepompt.
gebrachte gesloten warmtewisselaars in de
voor veel verschillende doeleinden worden
Dit transportmedium bestaat uit leidingwater,
ingezet. Ze kunnen worden gebruikt om een
eventueel met toevoeging van een antivries-
kantoorgebouw of ander utiliteitsgebouw te
middel. Warmteuitwisseling vindt plaats via
verwarmen of juist te koelen, maar ook kan
de luswand, terwijl het transportmedium de
vrijgekomen energie van, bijvoorbeeld, indus-
lus doorstroomt.
triële machines worden gebruikt om op die
Belangrijk hierbij te vermelden is dat bij zowel
manier energie te besparen. De warmte die bij
open als gesloten systemen het opslag- en
een industrieel proces vrijkomt, kan worden
transportmedium zijn gescheiden van het
opgeslagen en intern worden hergebruikt of
gebouwencircuit. Het grondwater wordt op
aan omliggende panden worden geleverd. De
deze wijze dus niet blootgesteld aan externe
vrijgekomen warmte kan worden aangewend
invloeden, waardoor ook verontreinigingen
om een ruimte te verwarmen of juist af te
in de bodem worden voorkomen.
koelen. Warmtewisselaars kunnen ook hun
diensten bewijzen in verwarmingssystemen
Jan Vanden Bergh: “Het open systeem
die door middel van zonne-energie of door
is dus anders dan de naam misschien doet
middel van een warmtepomp het grootste
vermoeden: niet open in de zin van ‘open
deel van hun warmte aangevoerd krijgen. Dit
en bloot’. Door water te pompen, dit af te
levert namelijk een aanzienlijke besparing op
koelen en het relatief koude water vervol-
de verwarmingskosten op”.
gens te infiltreren neemt de temperatuur
van de bodem en het grondwater ter plaatse
vorm van kunststofslangen of lussen. Toepas-
Voordelen en kansen
van de infiltratiebron af. Na enige tijd infil-
sing van BEO-systemen met warmtepompen
De grootste drijfveer om energieopslag toe
treren, ontstaat een ‘bel’ koud grondwater
vindt voornamelijk plaats in kleinschalige
te passen zijn de kostenbesparing en de
rondom de infiltratiebron. Wordt er in het
utiliteitsbouw en in de agrarische sector,
optredende milieuvoordelen. De techniek van
volgende seizoen grondwater onttrokken
tot een vermogen van ongeveer 200kW. Bij
verwarming en koeling van een gebouw met
uit de gevormde koude bron, dan staat de
hogere vermogens is het interessanter om
warmtepompen in combinatie met energieop-
koude bodem zijn energie weer af aan het
open systemen te realiseren gezien de inves-
slag heeft namelijk een gunstiger energetisch
langsstromende grondwater. Dit koude water
teringskosten en mogelijke besparingen”.
rendement dan een conventioneel systeem.
wordt aan een koelinstallatie van een gebouw
En onze gesprekpartners besluiten: “Er treedt
of proces toegevoerd, waar het wordt gebruikt
De opbouw van de bodem bepaalt de keuze
een aanzienlijke besparing op van de hoe-
voor koeling. Het water neemt energie uit het
BEO of KWO. Momenteel heeft Smet GWT
veelheid primaire (fossiele) energie, waarbij
gebouw op en wordt daardoor opgewarmd.
de bestelling van een BEO veld van 130 borin-
tevens de uitstoot van schadelijke broeikas-
Als de temperatuur van dit water hoger is
gen tot 120 m diepte voor het AZ Ziekenhuis
gassen wordt beperkt. Hierdoor kan energie-
dan de natuurlijke grondwatertemperatuur,
Damiaan te Oostende .
opslag een aanzienlijke bijdrage leveren aan
ontstaat er behalve een koude bron ook een
de te bereiken duurzaamheidsdoelstellingen.
warme bron. De warmte kan in de winter
Warmtewisselaars
In het algemeen leidt energieopslag tot een
gebruikt worden voor verwarming van het
Met behulp van een warmtewisselaar kan de
energiebesparing van tachtig voor koelen en
gebouw of proces, eventueel via de inzet van
warmte van het ene medium (zoals water of
tot dertig procent voor het verwarmen van
warmtepompen.Met gesloten systemen kan
gas) worden overgebracht naar een andere. In
gebouwen. Dus zeker de moeite waard om
duurzame energie aan de bodem worden ont-
de meest ideale situatie koelt de warmtewis-
eens over na te denken”. <<
trokken en worden gebruikt als bronwarmte
selaar het eerste medium af tot de tempera-
voor, bijvoorbeeld, warmtepompen. Met deze
tuur waarmee het tweede medium begint en
toepassing wordt op een duurzame manier
omgekeerd. Een warmtewisselaar kan dus
verwarming geleverd. Ook kan warmte
worden gebruik om iets te verwarmen, maar
december 2010 - © Control & Automation Magazine - Energie & Engineering
41