Energieopslag met bodem­warmte­wisselaar

Veel gestelde vragen

Welk opslagrendement is realiseer­baar?

Dit is afhankelijk van het toepassings­gebied. Bij koudeopslag of lage temperatuur warmte­opslag is een energetisch opslag­rendement van 70 tot 90% realiseer­baar. Toepassing van een bodem­warmte­wisselaar opslag voor de combinatie van koudeopslag en lage temperatuur warmte­opslag is in veel gevallen een mengvorm tussen een bodem­gekoppeld warmte­pomp­sys;teem en een bodem­warmte­wisselaar opslag­systeem. Op het moment dat de temperatuur van de bodem­warmte­wisselaar opslag in de zomer te hoog wordt voor directe koeling, wordt overgegaan op koeling met behulp van de warmtepomp, waardoor het systeem gaat functioneren als een bodem­gekoppeld warmte­pomp­sys;teem. Hierdoor is het opslag­rendement van de bodem­warmte­wisselaar opslag voor deze toepassing moeilijk te definiëren.

Bij warmte­opslag op hogere temperatuur­niveaus, dat wil zeggen in de range van 60 tot 90°C, is een opslag­rendement realiseer­baar van 50 tot 70%.

Voorwaarden voor het bereiken van de genoemde opslag­rendementen zijn een geschikte bodemopbouw en een voldoend grote project omvang.

Is de bodem altijd geschikt?

De bodem is meestal geschikt voor koudeopslag of lage temperatuur warmte­opslag. De voornaamste uitzon­dering is een bodem waar de natuurlijke grond­water­stroming ter plaatse van de bodem­warmte­wisselaars hoog is. Als vuistregel kan een maximum grond­water­stroming van 25 meter per jaar worden aangehouden. Bij een hoge natuurlijke grond­water­stroom­snelheid is een bodem­gekoppeld warmte­pomp­sys;teem een betere optie.

Voor warmte­opslag geldt nog een aanvullende voorwaarde: het doorlaat­vermogen van de bodem mag niet hoog zijn, omdat anders te grote warmte­verliezen door vrije convectie ontstaan.

De van nature aanwezige bodemlagen hebben verschillende thermische eigen­schappen, zoals warmte­geleiding­coëfficiënt en warmte­capaciteit. Deze thermische eigen­schappen zijn van belang voor de dimensio­nering van de bodem­warmte­wisselaar opslag en dienen vooraf­gaande aan het ontwerp te worden gemeten met behulp van een zogenaamde thermische respons test . Deze thermische eigen­schappen bepalen de grootte van de bodem­warmte­wisselaar opslag, zoals het aantal en de diepte van de U-lussen en daarmee de economische haalbaar­heid van het opslag­systeem. Ze zijn echter niet van invloed op de technische haalbaar­heid.

Wat is een geschikte project­omvang?

Voor het verkrijgen van een voldoend hoog opslag­rendement over een seizoen dient de omvang van de opslag voldoende groot te zijn. Voor koude opslag en lage temperatuur warmte­opslag is een opslag­capaciteit groter dan 200 à 300 MWh/jaar gewenst, voor hoge temperatuur warmte­opslag groter dan 800 à 1000 MWh/jaar.

Is het grouten van de boorgaten vereist?

De regelgeving betreffende het grouten van de boorgaten voor bodem­warmte­wisselaars bij bodem­gekoppelde warmtepomp systemen verschilt per land en binnen sommige landen zelfs per staat. Deze regelgeving is in beginsel ook van toepassing op bodem­warmte­wisselaar opslag­systemen. De voornaamste redenen om grout toe te passen zijn het beperken van de versprei­ding van de transport vloeistof bij eventuele lekkage en het voorkomen van ongewenste grond­water­stroming via de boorgaten. Door het toepassen van de juiste grouts kunnen de thermische eigen­schappen van het boorgat worden verbeterd.