Inhoud
Wat is een basalt thuisbatterij?
Een basalt thuisbatterij is geen klassiek soort elektrische thuisbatterij, maar een soort warmtebatterij. De Nederlandse uitvinder en elektrotechnisch ingenieur Cees van Nimwegen kwam met het idee op de proppen. De batterij bestaat uit een massa stenen (basalt) en spiraalvormige buizen. Verder in dit artikel lees je hoe de basalt batterij precies werkt.
Basalt is een soort vulkanisch gesteente, dat onder meer gewonnen wordt in de Duitse Eiffelstreek.
Warmtebatterij
Wat is een warmtebatterij eigenlijk? Een warmtebatterij warm je op met elektriciteit, bijvoorbeeld de overtollige stroom van je zonnepanelen. De batterij geeft echter geen elektriciteit af, maar warmte. Je kunt er, met andere woorden, geen stroom in opslaan, maar wel warmte-energie.
Warmtebatterijen zijn een relatief nieuwe, alternatieve optie voor de opslag van groene energie. Ze vormen een alternatief op gas, en kunnen een mooie aanvulling vormen op je zonne-energiesysteem.
Denk aan de combinatie van een zonnepaneelinstallatie, een elektrische auto met laadpaal, een duurzame warmtepomp, een gewone thuisbatterij, en een warmtebatterij. Daarmee voorzie je bijna volledig in al je specifieke energiebehoeften, en beperk je jouw uitstoot tot een absoluut minimum.
Het nadeel? Waar een gewone thuisbatterij en de accu in een elektrische auto al volledig op punt staan voor particulier gebruik, moet de techniek van de warmtebatterij nog wat verder bijgeschaafd worden. De basalt warmtebatterij is in ieder geval wel al een belangrijke stap in de juiste richting.
Stel je vragen een energieopslagspecialisten
Geleidt basalt elektriciteit?
Basalt is geen geleidend materiaal. Het gesteente kan wel bijzonder warm worden. Met de juiste isolatieschil kan basalt die warmte ook voor langere periodes vasthouden.
Warmte en elektriciteit zijn uiteraard 2 verschillende dingen. Toch zou een basalt batterij op termijn wel een rol kunnen spelen in de opslag van elektriciteit, zeker op grote schaal. De opgeslagen warmte kan bijvoorbeeld gebruikt worden om een stoomturbine aan het werk te zetten. Die stoomturbine wekt, op zijn beurt, elektriciteit op.
Hoe werkt een basalt thuisbatterij?
De basalt warmtebatterij van Cees Van Nijmwegen bestaat uit een grote opslagcontainer, gevuld met basaltbrokken. Tussen het steen lopen lange, spiraalvormige buizen die aangesloten zijn op een elektriciteitsbron (denk aan een zonnepaneelinstallatie of windmolen). Een omvormer geeft de elektriciteit door aan de spiralen, en door de weerstand in het metaal warmen de buizen op.
De buizen geven die opgewekte warmte door aan het basalt. Het basalt warmt op zijn beurt op (dat kan tot zo’n 500 graden Celsius).
Om de warmte zo lang mogelijk vast te houden, wordt het volledige systeem voorzien van een dikke isolatielaag. In het systeem van Van Nijmwegen werd gekozen voor een dik pakket steenwol.
Warmte nodig? Dan wordt er koude lucht door de buizen van het systeem geblazen. De lucht warmt op, en een warmtewisselaar geeft de opgeslagen warmte aan water in een buffervat.
Dat water wordt vervolgens via een lokaal warmtenet naar aangesloten gebouwen gestuurd. Daar wordt het gebruikt als warm sanitair water, of om het verwarmingssysteem in gang te zetten.
Seizoensopslag van warmte-energie
Een basalt warmtebatterij werkt als een constante warmtebron. Wanneer de basalt accu voldoende geïsoleerd is, kan het systeem de opgeslagen warmte voor weken tot zelfs hele seizoenen lang vasthouden en gelijkmatig afgeven aan de aangesloten gebouwen.
Hoe kan basalt warmte opslaan?
Zonder isolatielaag kan basalt de warmte beperkt opslaan. Het materiaal wordt erg heet, en geeft die warmte langzaam af. De isolatielaag zorgt ervoor dat de basalt warmtebatterij de opgeslagen warmte voor maanden aan een stuk kan vasthouden.
De voordelen
De basalt warmtebatterij biedt heel wat voordelen.
- Goedkoop materiaal. Basalt is een goed verkrijgbaar en daarom ook erg goedkoop materiaal.
- Hoge temperaturen. Je kunt basalt tot zo’n 500 graden Celsius verwarmen.
- Langdurige opslag. Waar je energie in een thuisbatterij voor hoogstens enkele dagen kunt bewaren, houdt de basalt warmtebatterij de opgeslagen energie maandenlang vast.
- Alternatief op gas. Door te verwarmen met warmte-energie uit de warmtebatterij, kun je (grotendeels) afstappen van gas.
- Lange levensduur, weinig onderhoud. Basaltbatterijen gaan naar verwachting gemakkelijk 30 à 35 jaar mee zonder onderhoud.
- Hoge opslagcapaciteit. Per kubieke meter basalt kun je tot 300 kWh aan groene energie opslaan.
- Hoog rendement. Sla je de warmte-energie op voor meer dan 6 maanden? Dan behaal je alsnog een rendement van zo’n 80 procent. Van elke kWh aan elektriciteit die je in het systeem opslaat, behoud je (na ongeveer een half jaar) dus zo’n 0,8 kWh aan warmte-energie.
- Geen uitstoot en milieuvriendelijk. De basalt warmtebatterij stoot geen CO2 uit en bevat geen schadelijke materialen.
- Oplossing voor overbelasting van het net. De basalt warmtebatterij zou, bij piekproductie, een oplossing kunnen bieden wanneer het distributienet overbelast raakt.
De nadelen
Het systeem heeft ook enkele belangrijke nadelen.
Eerst en vooral is het systeem van Van Nijmwegen niet geschikt voor particulier gebruik. Pas bij aan warmtebehoefte vanaf zo’n 8.000 à 10.000 kubieke meter gas per jaar, wordt de basalt warmtebatterij rendabel.
Daarnaast heb je voor een basalt batterij behoorlijk wat ruimte nodig. In tegenstelling tot een kleine thuisbatterij of een gewone lithium thuisbatterij, is een basalt batterij bestemd voor het opslaan van enorme hoeveelheden energie – en dus ook aanzienlijk groter.
Een basalt batterij bij je thuis plaatsen, is dus niet rendabel. Wat wel een optie is – en ook succesvol wordt toegepast in bijvoorbeeld Ecodorp Boekel – is het gebruiken van de basalt batterij voor het verwarmen van hele dorpen, wijken of buurten.
Naast het verwarmen van een groter aantal woningen, kan de batterij ook in de industrie of landbouw worden toegepast. Denk aan het verwarmen van stallen of het drogen van hooi en andere producten.
Is warmteopslag ook voor particulieren de moeite waard?
In het kort: nee. Een enkel huishouden is niet gebaat bij een enorme basalt warmtebatterij. Voor een grote groep gezinnen met verschillende zonnepaneelinstallaties zou een basalt warmtebatterij echter wel een oplossing kunnen bieden voor de langdurige opslag van duurzame energie.
CESAR warmte-accu (Ecodorp Boekel)
Cees Van Nijmwegens batterij werd CESAR gedoopt. Je vindt de warmtebatterij binnenkort terug in Ecodorp Boekel, een coöperatie van burgers die samenwonen met een focus op zelfvoorzienend en duurzaam leven. In het dorp staan 36 woningen en een gemeenschappelijk clubhuis. Alle 37 gebouwen in Boekel zullen via de CESAR warmtebatterij opgewarmd worden.
De batterij zelf wordt opgewarmd met duurzame energie, afkomstig van de enorme zonnepaneelinstallatie die het Ecodorp van elektriciteit voorziet.
Siemens Gemasa warmte-accu
Siemens Gamesa ontwikkelde rond 2011 het ETEC-systeem (Electric Thermal Energy Storage) voor de opslag van energie in de vorm van warmte. Het systeem was vergelijkbaar, maar werkte toch net iets anders.
- Een grote, elektrische warmteblazer gebruikt restwarmte uit de industrie om een opslagunit vol kleine brokken van vulkanische gesteente (waaronder basalt) te verhitten tot boven de 800 graden Celsius.
- Om de opgeslagen warmte-energie te gebruiken, wordt koude lucht door de opslagunit geblazen.
- Het gesteente warmt de lucht op.
- De opgewarmde lucht wordt gebruikt om een stoomturbine aan te drijven (en zo elektriciteit op te wekken). De energie kan ook rechtstreeks in warmtevorm worden toegepast.
In tegenstelling tot CESAR gebruikt men het ETES-systeem niet om warmte voor langere periodes op te slaan. De batterij van Siemens Gamesa wordt ook voornamelijk gebruikt voor industriële processen waarbij grote hoeveelheden warmte nodig zijn.
Energie opslaan bij je thuis? Verken de mogelijkheden en ontvang advies op maat
Een basalt batterij installeren bij je thuis, is misschien weinig realistisch. Gelukkig zijn er heel wat manieren om je zelf opgewekte duurzame energie op te slaan. Van een laadpaal voor je elektrische auto tot een thuisbatterij die precies bij je past: er zijn heel wat opties voor wie de energie van zijn of haar zonnepanelen optimaal wil benutten. Benieuwd naar jouw opties voor de opslag en verdeling van je groene stroom? Vul dan onderstaand formulier in. Je ontvangt gratis en volledig vrijblijvende offertes op maat en deskundig advies van experts. Zo vind je in een mul van tijd een goede opslagmethode voor bij jou thuis!