Energiebalans 2020 opmaken

Zo bij het begin van een nieuwjaar is het een mooi moment om de energiebalans van het vorige jaar op te maken. Ik hou altijd keurig de standen bij maar ik heb nu wel een extra uitdaging. Doordat ik dit jaar het systeem op vele fronten heb gewijzigd, zijn tellerstanden verdwenen of niet meer van toepassing. Het PV-zonnestroom systeem is in maart volledig gerenoveerd en uitgebreid maar daardoor ook enkele weken buiten gebruik geweest. En in november zijn er grootschalige werkzaamheden aan de meterkast uitgevoerd als gevolg van de bouw van een energieopslag systeem. Maar met aggregatie van diverse meters, apps en PV monitoren, heb ik er toch iets van weten te maken. Read More

Wat voor verdeler heb ik nodig voor mijn vloerverwarming en andere vragen.

Ik weet veel maar niet alles. En wat ik niet weet wil ik leren. Al jaren ben ik bezig om mijn huis steeds duurzamer te verwarmen, energie neutraal te maken en nu met die hitte ook gekoeld te krijgen. En dan loop je tegen beperkingen aan. En dus heb ik een paar vragen en hoop ik dat mensen in mijn sociale netwerk mij aan de antwoorden kunnen helpen.

In mijn eerdere blogs kun je teruglezen hoe en wat ik allemaal gedaan heb. Ik volsta nu met een schema om kort mijn probleem te schetsen. Read More

De Energie Transitie – bezien door een wethouder

LET OP! leestijd minstens 30 minuten.

Voorwoord

Dit document is door mij persoonlijk geschreven maar ook vanuit mijn functie als wethouder voor de gemeente Wormerland. De doelgroep zijn de gemeenteraadsleden die ik hiermee op de hoogte wil brengen van de ontwikkelingen rondom de RES en de TVW. Toch kan de doelgroep groter zijn, bijvoorbeeld belangstellenden die willen weten welke richting de gemeente kan kiezen voor energie opwek en andere maatregelen waarmee inwoners, bedrijven en organisaties geconfronteerd kunnen worden.

Harold, juli 2020

Read More

Een oude slecht geïsoleerde woning gasloos verwarmen.

Wij hebben een oud geïsoleerd vakantiehuisje in Oostenrijk wat nooit voorzien is van gas. In Nederland raken veel mensen in paniek van de druk dat ook de woningen in Nederland allemaal gasloos moeten. Als het in Oostenrijk kan, waar in de winter gemakkelijk temperaturen van -15°C worden gemeten, dan moet het in Nederland toch ook kunnen? Of denk je dat een vakantiewoning echt iets anders is dan een volwaardig woonhuis? Nou, ons huisje is een gewoon woonhuis en het is gebouwd in 1960. Het heeft een woonoppervlak van ongeveer 40m2 per verdieping, 80m2 totaal en lijkt op vele woningen die in de 50-60er jaren in Nederland zijn gebouwd en die de komende jaren van het gas af moeten. En er daarom misschien iets te leren valt hoe ik dat heb opgelost. Het huisje heeft geen gas, nooit gehad ook, maar het heeft wel een zware elektra aansluiting. Het heeft bij de overdracht in 2009 een energielabel F gekregen (235kWh/m2/a).

Wij hebben dit huisje nu 10 jaar. Ik heb alle jaren de meterstanden netjes bijgehouden en in die jaren vele onderhoudswerkzaamheden uitgevoerd om het beter veiliger, comfortabeler en gezonder te krijgen. En met een domotica installatie zodat ik vanuit Nederland de kachel kan aanzetten zodat we in een voorverwarmd huis aankomen voor ons vakantieverblijf.

Vanaf 2009 tot 2018 verbleven wij hier 10 weken per jaar. 2 weken met de kerstvakantie, 1 week met de voorjaarsvakantie, 2 weken in mei, 3 tot 4 weken in de zomervakantie en 1 week in de herfstvakantie. Soms kwam ik in de winter nog een extra weekje met vrienden om te skiën. De laatste jaren slaan we de voorjaars- en najaarsvakantie over.

Oliekachels en Speicherheizung

Tot ongeveer 2007 werd het huis bewoond door een oudere dame die beneden 1 oliekachel en 2 zgn. speicherheizung apparaten had staan van elk 10 kW. De speicherheizung werdt in de nacht met goedkopere nachtstroom (krachtstroom) elektrisch opgeladen zodat overdag de warmte eruit geblazen kon worden. De beide kachels (eentje in de woonkamer en eentje in de hal) bestonden uit zware lavastenen en worden (werden) veel toegepast in Duitsland en de Alpenlanden. Als je langdurig aanwezig bent kun je met deze kachels een basis temperatuur in het hele huis van ongeveer 18 graden maken, warmer wordt het niet in de winter. Nadeel is dat de kachels ‘s-avonds dan koud zijn, veel warmte onnodig verliezen door uitstraling en stof circuleren door de ventilator. Oudere types hadden nog asbest bescherming. Vieze en oneconomische kachels dus. De Oostenrijkse overheid heeft inmiddels verboden dat deze kachels nog worden verkocht.

Figuur 1: verbruik, cijfers na 2011 volledig, na 2012 incl. EV auto.

In 2007 is de oliekachel verwijderd en zijn er op de bovenverdieping in de slaapkamers kleine goedkope elektrische kachels opgehangen van elk 2000 Watt. Verder is er een houtkachel geplaatst, deze kan ongeveer 6kW warmte afgeven. In de badkamer is een elektrische muurkachel met timer bevestigd van 1500 Watt. Met een domotica set van Homematic kon ik de speicherheizung en de 3 elektrische kachels besturen zodat de woning in de winter in 3 dagen van 8 naar 15 graden kon worden gebracht. Daarna werd met de houtkachel de woning verder verwarmd. Pas na een week is het hele huis dan doorgewarmd tot ongeveer 18-19 graden. Gemiddeld verstoken wij jaarlijks ongeveer 1 kuub beukenhout. Voor warm tapwater wordt een 18kW doorstroomboiler gebruikt. In de badkamer is een slimme ventilator in de buitenmuur geplaatst om vochtigheid af te voeren.

Isoleren met voorzetwand

In Oostenrijk wordt veel gebouwd met holle metselstenen. Een dubbele rij volstaat om een voldoende sterke buitenmuur te verkrijgen. De holle stenen hebben een lage isolatiewaarde, vergelijkbaar met een ongeïsoleerde spouwmuur. Aan de buitenzijde worden de woningen gestuct met pleisterwerk. Tegenwoordig zie je dat de woningen aan de buitenzijde worden geïsoleerd door er een 10-15 cm dikke PUR of Tempex laag tegen te plaatsen die dan opnieuw wordt afgewerkt met pleisterwerk. Dat is een relatief kleine ingreep die aan de uitstraling van de woning weinig veranderd. De woning wordt er iets breder van maar aan de binnenzijde hoeven geen enorme ingrepen gedaan te worden.

Onze woning was aan de binnenzijde ook met pleisterwerk afgewerkt. In december 2012 heb ik de slaapkamers voorzien van een 2 cm houten voorzetwand gemonteerd op een houten regel met 2 cm tempex als isolatie en een dampdichte folielaag. Het effect op het energieverbruik is zichtbaar door de verminderde dagstroom in 2013 en 2014. De temperatuur in de slaapkamers wordt sneller bereikt. Maar door de isolatie van de muren ontstonden er op de koude plekken, vooral bij de ramen, schimmelplekken.

IR Verwarming als alternatief voor wandkachels

In de zomer van 2015 is ook de woonkamer op deze wijze geïsoleerd. De speicherheizung in de woonkamer is toen verwijderd en hiervoor in de plaats zijn IR warmtepanelen opgehangen. 4 stuks van elk 400 Watt in de woonkamer en eentje van 400 Watt in de keuken. In de grafiek zie je de nachtstroom teruglopen terwijl de dagstroom oploopt. Maar het totale energie verbruik daalt spectaculair. Een groot voordeel van de IR panelen op de dagstroom is dat zij ook de hele dag warmte kunnen afgeven. De speicherheizung kon dat hooguit 8 uur per dag, dan was de buffer leeg. Met de IR panelen kunnen we dus gemakkelijk tot 21 graden verwarmen, ook als het buiten -10°C is. Het kost alleen wat meer energie. Alle ruimtes zijn voorzien van eigen thermostaten zodat de panelen per kamer aan of uit geschakeld kunnen worden.

Op basis van deze positieve ervaringen heb ik in februari 2017 een extra set IR panelen besteld voor de hal (beneden 400W, boven 270W), de badkamer (350W) en de slaapkamers (elk 2 stuks van 200W, totaal dus 400W). De speicherheizung in de hal is verwijderd en ook de elektrische wandkachels in de slaapkamers zijn weggehaald. Ook is in de woonkamer een ventilatie unit in de buitenmuur geplaatst met warmte terugwinning. Het effect van deze ingrepen is goed merkbaar in het energieverbruik van 2017, 2018 en 2019.

Ventilatie tegen vocht

De ventilatie unit met warmteterugwinning in de woonkamer heeft als effect dat de luchtvochtigheid hier is teruggebracht van 70% naar circa 55-60% (afhankelijk van jaargetijde). De vochtige plekken in de slaapkamers zijn door de IR verwarming afgenomen maar de ramen bleven toch vaak beslagen. Het vochtigheidspercentage in de slaapkamers bedroeg rond de 70%. In de zomer van 2019 heb ik daarom een groter ventilatie systeem geplaatst met afzuiging in de keuken, badkamer (beneden) en de slaapkamers. Het slimme systeem meet zelf de vochtigheid en schakelt hoger of lager als dat nodig is. Het effect is goed meetbaar. In de slaapkamers heerst nu een vochtigheid van 55%, in de woonkamer is dit nog lager. De beslagen ramen behoren tot het verleden. Een aanzienlijke comfort verbetering. Oók in combinatie met de IR panelen!

Vereiste elektra aansluiting moet voldoende zijn

De totale energie afgifte met de IR panelen is 4.350 Watt. Alleen in de hal beneden is de capaciteit te laag. Dit is voorlopig opgelost door 1 van de oude elektrische wandkachels te plaatsen (1000 Watt) waarmee de totale warmteafgifte 5.350 Watt is. Vertaald naar een Nederlandse woning betekent dit dat minimaal een 35A enkelfase aansluiting of nog beter, een 3x25A aansluiting nodig is in de meterkast. Bedenk overigens dat de doorstroomverwarmer van 18kWh op een 3x35A aansluiting moet werken. Dat is in Nederland onbetaalbaar. In dat geval is een normale boiler dan een verstandiger oplossing om warm douchewater te krijgen. De nachtstroom aansluiting in ons vakantiehuis wordt dit jaar opgezegd, die wordt niet meer gebruikt. Gelukkig is er in Oostenrijk geen extra tarief voor een zwaardere aansluiting. En elektriciteit is ook al goedkoper dan in Nederland.

Wat kost dit allemaal aan investeringen?

Voor dit geld wordt het hele huis dus met elektriciteit verwarmd. Het comfort is enorm verbeterd door de IR panelen in combinatie met isolatie en ventilatie.

Bespaar je met elektrisch varen ook op brandstof?

Ik vaar nu zo’n 4 jaar met mijn elektrische sleepboot, de eerste proefvaart met de elektrische aandrijving was in juli 2015. Maar toen voer ik nog met de generator als energiebron. Nu 4 jaar later is alles goed op elkaar afgestemd en maak ik ook steeds langere tochten waarbij het hybride systeem zich goed bewijst. Eén van de vragen die ik voor mijzelf nog heb openstaan is of deze manier van varen ook brandstof bespaard.

Voor dag tochtjes vaar ik altijd met een volle batterij van huis weg. Thuis worden de batterijen via de walstroom met zonnepanelen opgeladen. En sinds kort zorgen de zonnepanelen op de stuurhut ook voor het laden van de batterijen. Milieu bewuster kan ik het niet maken. Maar die dagtochtjes houden na maximaal 3 uur wel op en dan moet ik rustig varen want dan zijn de batterijen leeg. Als ik lange stukken vaar gaat de snelheid wat omhoog en houden de batterijen het dus nog minder lang vol. Net als bij een elektrische auto. De generator regelt dan dat de batterijen onder het varen in minder dan 2 uur weer zijn opgeladen. Dat is allemaal destijds bij het ontwerp vastgesteld en werkt prima.

Deze zomer heb ik daarom de proef op de som genomen en een uitgebreide meting verricht naar het brandstofverbruik. In deze blog lees je daar alles over.

De trip gaat in een paar etappes van Oostknollendam, via Amsterdam naar Lelystad. Van daaruit via Lemmer naar Bergum en nog een etappe van Bergum naar Lauwerszee en weer terug.

De tijden zijn inclusief wachttijden bij bruggen en sluizen, de gemiddelde snelheid is daardoor lager dan de gevaren snelheid. Op batterijen werd er rond 300 rpm gevaren (maximale voor batterijen), ongeveer 10km/u. Met de generator aan werd het toerental verhoogd naar 400 rpm, ongeveer 13km/u. Zie een verklaring voor rpm en snelheid dit blog artikel.

Totale energieverbruik

Dit levert dan de volgende grafiek op voor het totale energieverbruik:

Gestart op 30 juli werd er met een volle batterij (geladen door de zonnepanelen) SOC = 94%). De batterijen zijn ontladen tot SOC=10% waarna deze weer werden geladen mbv de generator tot 91%. De totale afname bedroeg 71 kWh voor het stuk Oostknollendam – Lelystad. De volgende dag een vergelijkbaar patroon, totale afname 113 kWh tot aan Burgummermeer. Op 2 augustus werd de vaartocht naar Lauwerzee vv gevaren, goed voor bijna 43 kWh. Totaal is er dus 227 kWh elektrische energie verbruikt. Dat is 1,17 kWh per kilometer. Dit komt overeen met een eerdere test uit september 2016 bij de opgegeven snelheden.

Elektrische energieverbruik uitgesplitst tussen batterij en generator

Als we kijken naar het verbruik uitgesplitst tussen batterijen en generator zien we het volgende:

Voor de eerste trip (Oostknollendam – Leleystad) werd er ruim 24kWh uit batterijen verbruikt en ruim 46kWh uit de generator. Bedenk dat hierbij niet wordt weergegeven hoeveel energie er vanuit de generator is toegevoegd aan de batterijen. Beide grafieken geven louter de totale consumptie aan. Met uitzondering van de eerste trip (geladen door de zon) zijn alle andere batterij ontladingen afkomst van de generator. Voor de tweede dag was dit 29kWh uit de batterijen en 83kWh uit de generator. Voor de 3^e dag was dit 18kWh uit de batterijen en 24kWh via de generator. Gemakshalve kun je ervan uitgaan dat de energie die uit de batterijen is gehaald, met een rendement van minstens 98% uit de generator afkomstig is. Voor de verdere berekeningen gebruiken we dus de totalen die hiervoor zijn vermeld.

Hoeveel dieselbrandstof is daarvoor nodig?

Dit is de vraag die mij bezighoudt en het makkelijkst is natuurlijk om dit nauwkeurig te meten. Maar daarvoor ontbreken (op dit moment) de juiste meetgereedschappen. Een dieselflowmeter op een dieselmotor is (met uitzondering van auto’s) best lastig te realiseren. Je kunt de aanvoer uit de tank meten maar elke dieselmotor zal meer dieselolie oppompen dan nodig is voor de verbranding. De rest (>90%) wordt namelijk als koeling van de brandstofpomp gebruikt en via de retourleiding weer teruggepompt naar de tanks. Een goede flowmeter houdt daar rekening mee maar kost dan ook minstens 1000 euro. Ik heb een bestelling lopen via Aliexpress (€ 39,-) maar die is nog steeds niet binnen.

Een andere methode om het dieselverbruik te meten is om het niveau in de tanks zo nauwkeurig mogelijk te meten en vandaaruit terug te rekenen. Maar daar zit een behoorlijke onzekerheid in vanwege gewichtsverdeling in de boot, uitzetting van de brandstof als gevolg van het opwarmen door de retourstroom en andere factoren. Bij benadering is er circa 80 liter brandstof voor deze gehele trip verbruikt.

De generator is van FG Wilson, een bedrijf onder de vlag van Caterpillar maar het motorblok is een Perkins 1103. En daarvan zijn de brandstofverbruik gegevens beschikbaar. Maar laten we eerst eens naar de energiebalans kijken.

Wat is de Energiebalans van de Perkins 3 cylinder diesel generator

De energiebalans zegt iets over de verhouding tussen de energie die uit diesel kan worden gehaald, en de mate waarin in de Perkins dit omzet in nuttige energie.

Hieruit blijkt dus dat een dieselmotor een rendement heeft van slechts 40%. De rest gaat verloren in de vorm van warmte.

Wat is het brandstof verbruik van de Perkins diesel generator per uur

De grafiek toont 4 verschillende waarden die overeenkomen met de belasting van de generator bij 25%, 50%, 75% en 100%. De dieselgenerator van de Cecilia is zo afgeregeld dat deze bij 75%-80% van het vermogen zeer efficient de batterijen kan laden en de boot op kruissnelheid kan houden. Zie hiervoor de voorgaande blogs waarin dit allemaal is uitgerekend.

Vanuit de grafiek kun je aflezen dat er dan circa 27 kWh wordt geleverd en het brandstofverbruik circa 8,2 liter per uur bedraagt. Van die 27 kWh wordt 10 kWh gebruikt voor het laden van de batterijen en 17 kWh voor de voortstuwing. Dat levert dan bij een RPM van 400 een snelheid op van maximaal 13 km/u (afhankelijk van aangroei onderwaterschip, stroming, wind e.d.).

Hoeveel draaiuren heeft de generator dan gedraaid?

Dit is de vraag waarom het draait. De vaartocht heeft in totaal 24 uur en 16 minuten geduurd. Het aantal draaiuren wordt zowel door de generator als, en zeer nauwkeurig, door de Victron software bijgehouden.

Voor de berekening van het dieselverbruik is in dit rapport een waarde van 8,2 liter per uur gebruikt.

Dus samengevat zijn er van de 24 uur en 16 minuten varen, slechts 10 uur en 26 minuten op de generator gevaren, ofwel 43% van de tijd. Zou je het totaal aantal liters delen door de vaartijd, is dat circa 3,5 liter per uur met een gemiddelde snelheid van 8 km/u inclusief wachttijden bruggen en sluizen.

Ik ben benieuwd welke verbruikservaringen andere (sleepboot) vaarders hebben. En als ik de nauwkeurige meetgegevens heb, zal ik deze ook delen.

Tijd voor een accu update

Het laatste blog bericht over de Elektrische Sleepboot Cecilia dateert alweer van september vorig jaar. Tijd voor een update!

De afgelopen winter is er weinig gevaren maar heb ik vooral veel timmer- en schilderwerk verricht. Een nieuwe zitbank in de roef, de keuken, extra opbergruimte, wandbekleding, nieuwe vloer, dat soort klussen. En nadat het gestopt was met regenen en de zon weer ging schijnen was de buitenboel aan de beurt. Schilderen! En nu eens echt helemaal van voor tot achter en van boven tot de waterlijn. De naamborden, luiken, boordlichten, mast met antennes, verschansing, alles is weer blinkend mooi. Read More