Zonnewinst

Vandaag en gisteren was het echt geen mooi weer. Regen, wind en veel wolken. Woensdag scheen echter nog de zon en die kan flink bijdragen aan het verwarmen van een gebouw. Hoe dat werkt is mooi vast te leggen met thermografie.

Thermogram van de warmte van de zon op een bank en stoelen

Het warme patroon van de zon die binnen schijnt is duidelijk zichtbaar. De grijs gekleurde bank absorbeert de warmte goed en bereikt hoge temperaturen.

Referentiefoto voor de thermografische foto hierboven.

Referentiefoto, het middelste deel van deze foto is wat zichtbaar is op het warmtebeeld.

De zon schijnt hier lekker binnen in hartje winter en daar warmt het flink van op. De bank bereikt een temperatuur van bijna 60 graden, dat is net zo warm als een hete radiator en illustreert goed hoeveel warmte de zon kan geven. Op de achtergrond zijn nog een tafel en stoelen te zien die ook opgewarmd worden.

Deze gratis warmte is zeer gewenst in de winter, maar vaak onwenselijk in de zomer. Door tijdens het ontwerp van een gebouw hierop te letten kan een gebouw geoptimaliseerd worden voor zonnewinst in de winter terwijl oververhitting in de zomer wordt voorkomen.

En niet alleen de warmte is een groot voordeel, maar zeker ook het vele licht is zeer prettig!

Wanneer heeft nachtverlaging zin?

Thermostaat-nachtverlagingNachtverlaging is de term voor het ’s nachts of tijdens afwezigheid verlagen van de ingestelde temperatuur op de thermostaat of het verwarmingssysteem zelfs helemaal uit zetten. Er is op het internet heel veel te vinden over de zin en onzin van nachtverlaging, maar toch is het nog steeds niet helemaal duidelijk voor veel mensen (of juist onduidelijk door de vele verschillende berichten). Daarom zal ik proberen hier het e.e.a. uit te leggen over de zin en onzin van nachtverlaging.

Hoe werkt nachtverlaging?
Nachtverlaging werkt eigenlijk heel simpel: Warmteverlies is recht evenredig met het temperatuurverschil tussen de hoge en de lage temperatuur. Bij een gebouw betekend dit dat het warmteverlies recht evenredig is met het temperatuurverschil tussen binnen en buiten. Aangezien we weinig controle hebben over de temperatuur buiten kunnen we alleen de temperatuur binnen verlagen om het warmteverlies te beperken (zonder iets aan het gebouw te veranderen in ieder geval).

Dit is ook de reden waarom het zo effectief is om de thermostaattemperatuur te verlagen. Een permanente verlaging van de gemiddelde etmaaltemperatuur met één graden Celsius levert ongeveer 10% besparing op, op jaarbasis. Het is echter toch gewenst om tijdens gebruik een bepaalde minimumtemperatuur te handhaven vanwege het comfort, dus om verder te besparen blijft dan alleen een temperatuurverlaging buiten de gebruiksperioden over. Buiten de gebruiksperiode kan de temperatuur van het gebouw met een relatief beperkte impact voor het comfort verlaagd worden. Het verlagen van de temperatuur buiten de gebruiksperiode is wat we nachtverlaging noemen.

Hoe groot is dan de besparing?
De besparing is afhankelijk van de temperatuurverlaging en de duur van de verlaging (eigenlijk ook van de mate van isolatie, maar ik probeer hier de relatieve besparing te berekenen). Het exact berekenen van de besparing is echter heel lastig (lees: praktisch onmogelijk), maar als we weten dat een verlaging van één graden Celsius 10% besparing oplevert, dan kunnen we wel een goede benadering maken. Hieronder staan een aantal voorbeelden van hoe het temperatuurverloop zou kunnen zijn als de thermostaat in verschillende woningen 10 uur per dag op 21C staat en de rest van de tijd op 16C tijdens een koude winterdag.

Temperatuurverloop met nachtverlaging in een goed geïsoleerd huis

Een goed geisoleerd huis heeft veel tijd nodig om af te koelen en zal vaak niet de ingestelde nachtverlagingstemperatuur bereiken alvorens de thermostaat weer omhoog gaat. De besparing in deze situatie is dan ook het kleinst.

Temperatuurverloop met nachtverlaging in een gemiddeld geïsoleerd huis

In een gemiddeld geïsoleerd huis daalt de temperatuur sneller nadat de thermostaattemperatuur verlaagd is. Daardoor is de gemiddelde etmaaltemperatuur ook lager en de besparing dus groter.

Temperatuurverloop met nachtverlaging in een slecht geïsoleerd huis

Bij een slecht geïsoleerd huis daalt de binnentemperatuur snel en heeft nachtverlaging dus ook duidelijk veel nut.


Deze grafieken zijn puur ter illustratie en geven een vereenvoudigd beeld. Ieder huis is anders en in werkelijkheid daalt de temperatuur zelden lineair.

Ik heb op site X gelezen dat nachtverlaging ook in geval Y zinnig is?
Puur theoretisch levert nachtverlaging eigenlijk altijd een besparing op. Hoe groot deze besparing is varieert echter sterk afhankelijk van de situatie. Soms is die heel groot (in een huis met veel warmteverlies en/of een lage thermische massa bijvoorbeeld) en soms levert het bijna niets op (in een passiefhuis bijvoorbeeld). Als nachtverlaging weinig oplevert, dan komt echter de vraag naar boven of het de moeite en het verminderde comfort wel waard is, maar dat is iets wat iedereen voor zichzelf moet bepalen.

Hoe beïnvloed nachtverlaging het comfort?

  • Het gebouw wordt toch gebruikt tijdens de nachtverlaging, bijvoorbeeld om te slapen of bij utiliteitsbouw voor onderhoud of overwerk.
  • Het gebouw wordt onverwacht toch gebruikt, bijvoorbeeld omdat iemand eerder thuis is of bij gebruik buiten de normale openingstijden.
  • Als het gebouw niet met een klokthermostaat werkt, dan moet de gebruiker bij aanvang en na afloop van gebruik zelf de thermostaat bedienen en hier ook consequent aan denken.
  • Als het gebouw niet met een klokthermostaat werkt, dan moet bij aanvang van het gebruik gewacht worden tot het gebouw weer op temperatuur is of de gebruiker moet de thermostaat van tevoren al verhogen.
  • Een gebouw wat uit de nachtverlaging komt is nog niet door en door opgewarmd. Sommige ruimtes warmen mogelijk minder snel op (dit kan duiden op een probleem en reden zijn voor een Warmtecheck), maar ook als de lucht wel op temperatuur is zijn de massieve objecten nog koud (denk aan muren die veel straling absorberen of meubels e.d. die nog koud zijn) wat een kil gevoel geeft.

Garanties van Oorsprong in Europa

Vandaag kwam de @NLenergie een paginagrote advertentie over sjoemelstroom. Insiders weten dit al lang en sinds een tijdje probeert WISE dit ook aan de gewone consument duidelijk te maken, maar een grote energie maatschappij die dit ineens heel groot gaat adverteren is nog altijd welkom om dit probleem meer onder de aandacht te brengen. Dus zelfs als dit een pure marketing stunt is, dan is er tenminste nog extra aandacht voor dit probleem.

Nu er zoveel aandacht voor is leek het mij een goed moment om het hele sjoemelstroomverhaal eens even grondig uit te zoeken, want voor zover ik weet is dat nog door niemand gedaan in Nederland. Tijd dus om eens in de statistieken te duiken. Omdat de statistieken niet erg overzichtelijk zijn heb ik er de onderstaande grafieken van gemaakt. Hieruit is veel interessante informatie te herleiden.

Grafiek met de afmelding van GVO's per land.

De afmeldingen van Garanties van Oorsprong (GVO’s) per land en in totaal (blauwe kolommen, rechter schaal). Een afmelding gebeurt bij gebruik van de GVO.


Tot 2011 was Zweden veruit de grootste consument van Garanties van Oorsprong (GVO’s), maar sindsdien is het aantal afmeldingen sterk terug gevallen. Ik heb nog even gezocht, maar ik kan zo geen verklaring vinden in het ontbreken van gegevens, dus het lijkt erop dat de consumptie van groene stroom in Zweden met 2/3 is teruggevallen vorig jaar. Niet meer Zweden, maar Duitsland is de grootste consument van GVO’s geworden. Duitsland vertoont een gestage groei in de consumptie van GVO’s. Duitsland is ook de grootste stroomconsument van Europa dus deze eerste plaats is in dat opzicht niet opmerkelijk. Verder vraag ik mij af of de groei verklaard kan worden door het steeds grotere aantal bedrijven dat in Duitsland “bevrijd” is van het afdragen van de EEG-umlage en op een andere manier aan zijn groene verplichting moet voldoen?
Op de tweede plaats vinden we Nederland (vlak voor België). Wat in de grafiek duidelijk te zien is, is dat Nederland al geruime tijd een fors verbruik van GVO’s heeft. Waarschijnlijk een nalatenschap van de uit het begin van dit millennium toen de Nederlandse overheid nog een duidelijk groene koers volgde. Zeker gegeven het feit dat Nederland maar ~110TWh per jaar aan totaal elektriciteitsverbruik heeft, is te zien dat het aandeel groene stroom hoog is op ongeveer 1/3 van het totaal.
Op de derde plek komt België met eveneens een kleine 35TWh aan GVO’s in 2012. In 2010 was dat zelfs nog hoger op 40TWh. Van 2010 kunnen we tevens het totale elektriciteitsverbruik van België terugvinden: 88,6TWh. Dat betekent dat in 2010 zeker 45% van de Belgische elektriciteitsvoorziening met GVO’s gedekt was. Zou België ook op grote schaal met Sjoemelstroom te maken hebben?
Op een gedeelde vierde plek samen met het eerder genoemde Zweden vinden we Noorwegen. Interessant, want dat betekent dat Noorwegen in ieder geval ook een deel van zijn eigen stroomvoorziening met GVO’s dekt. Van de 121,8TWh die Noorwegen in 2011 gebruikte was maar liefst 35TWh gedekt met GVO’s. Dat is toch een kleine 30%. Niet eens zo gek veel anders dan in Nederland!

Grafiek met de import van GVO's per land

De import van GVO’s per land per jaar en de totale import van GVO’s (blauwe kolommen, rechter schaal). Landen die niet importeren zijn weggelaten.


HUH! Duitsland (!) is de grootste importeur van GVO’s in Europa. Duitsland importeerde bijna 50TWh aan GVO’s in 2012. Dat is meer dan er in dat jaar afgemeld werden in Duitsland. Dus Duitsland zit met een overschot aan GVO’s. Duitsland, het schoolvoorbeeld van de stimulering van de duurzame energieproductie importeert al zijn GVO’s. En als we vast even vooruit spieken naar de volgende grafiek dan zien we dat er ondanks een forse productie van groene stroom (65,7TWh in 2011) er bijna geen GVO’s worden uitgegeven in Duitsland. Ik heb het nog niet kunnen verifiëren, maar dit is mijn hypothese: Stroom die met het EEG gestimuleerd wordt, mag niet dubbel gestimuleerd worden en kan dus geen GVO ontvangen. De bedrijven die vrijgesteld zijn van bijdrage aan het EEG-systeem moeten een deel van de verbruikte stroom vergroenen met GVO’s. Dit percentage zal vast toenemen, maar vooral het aantal bedrijven wat is vrijgesteld neemt toe en daarmee dus ook de import van GVO’s (want de meeste groene stroomproductie in Duitsland valt onder het EEG en hierdoor heeft Duitsland maar een heel beperkte productie van GVO’s).
Het tweede land is België. En België valt op, omdat het beduidend meer importeert dan het afmeld. Dit verschil wordt wel ongeveer goed gemaakt door de Export, maar België produceert zelf ook groene stroom en GVO’s (want de subsidie verloopt in België via het verstrekken van GVO’s).
Het derde land is Finland. Finland is vooral bedreven in de handel in GVO’s, want de export van GVO’s is ongeveer gelijk aan de import.
Pas het vierde land is Nederland. De import bedraagt ongeveer 33TWh. Iets minder dus dan we in Nederland gebruiken aan groene stroom.
Er is echter nog één land meer wat opvalt; namelijk Noorwegen. Noorwegen, het land wat al zijn waterkracht-GVO’s aan Nederland zou verpatsen, blijkt dus niet alleen zelf een fors deel van zijn stroomverbruik met GVO’s te dekken, maar ook nog eens ongeveer 19TWh aan GVO’s te importeren!

Grafiek met de GVO export per land.

De export van GVO’s per land en de totale export (blauwe kolommen, rechter schaal). Landen zonder export zijn weggelaten.


Als we naar dit grafiekje kijken over de export van GVO’s, dan mag het wel duidelijk zijn waarom het soms overkomt alsof alle GVO’s uit Noorwegen komen. Noorwegen is duidelijk al jaren veruit de grootste exporteur van GVO’s. In de afgelopen 6 jaar kwam >50% van alle GVO export uit Noorwegen. Het valt echter op dat de export van GVO’s in 2012 met 134TWh in Noorwegen ongeveer gelijk is aan de totale elektriciteitsproductie in een gemiddeld jaar. Het valt dus te verwachten dat de groei er wel uit is voor de komende jaren. Zeker ook als we bedenken dat Noorwegen in 2012 35TWh aan GVO’s zelf gebruikte en maar 19TWh importeerde, dan moeten ze ergens uit een reservepotje hebben kunnen putten. Als we dan vooruit kijken naar de volgende grafie, dan zien dat Noorwegen al een aantal jaar meer GVO’s produceert, dan het exporteert, dus dat is goed mogelijk.
Op een respectabele tweede plaats zien we Finland met 35TWh. We hebben echter eerder al gezien dat Finland graag handelt in GVO’s en de netto export daardoor ongeveer 0 is. Dit maakt de export van Noorwegen overigens alleen maar significanter.
Ook de derde speler, Zweden met 17TWh, importeert meer dan het exporteert.
En de rest is, zeker in verhouding tot Noorwegen, gekrabbel in de marge.

grafiek met de jaarlijkse uitgifte van GVO's per land en totaal

Uitgifte van GVO’s in Europa aan de verschillende landen en in totaal (blauwe kolommen, rechter schaal). Landen zonder uitgifte zijn weggelaten.


Dan komen we bij de Productie, alwaar Noorwegen veruit de grootste is. Het valt echter op dat Noorwegen al een paar jaar hoge productie heeft. Het is dus niet onwaarschijnlijk dat Noorwegen een kleine voorraad heeft of misschien wel had. Het is ook wel meteen duidelijk dat Noorwegen met de productie van GVO’s op eenzame hoogte staat. In het verleden deed echter Zweden nog een zeer respectabele poging met een GVO uitgifte van ~68TWh in 2008, 2009 en 2010, maar dit is sindsdien helemaal weggevallen. Ik heb geen flauw idee wat hier aan de hand is en ben dan ook erg benieuwd of iemand hier een goede verklaring voor heeft?
De momenteel tweede plek wordt ingenomen door Zwitserland. In Zwitserland werd in 2012 een zeer respectabele 30TWh aan GVO’s uitgegeven. Des te meer omdat Zwitserland in voorgaande jaren nooit meer dan 1TWh aan GVO’s heeft uitgegeven. Nou produceert Zwitserland al heel lang ongeveer 40TWh/jaar aan groene stroom met voornamelijk waterkracht, maar werd deze tot voor kort dus niet gecertificeerd. Wel wordt er al een paar jaar enkele TWh aan GVO’s per jaar geïmporteerd. Het is niet helemaal duidelijk of de extra uitgifte van GVO’s in Zwitserland nu het gevolg is van meer vraag op de markt (doordat Noorwegen tegenwoordig aan zijn max zit mogelijk met een blik naar de toekomst nu alvast de GVO aanvragen om ze later te verhandelen), of dat er een andere reden is?
Verder is Nederland de vijfde grootste uitgever van GVO’s met ongeveer 10TWh in 2012.

Grafiek van de netto GVO import

De netto export van GVO’s per land (export minus import). Negatief betekent dus dat een land meer GVO’s importeert dan het exporteert.


Als we uiteindelijk dan kijken naar de netto export van GVO’s, dan blijft er maar één grote exporteur over, namelijk Noorwegen.
Veel landen zweven rond de nul-lijn en zijn dus ongeveer neutraal. Deze landen doen in het algeheel weinig met GVO’s of produceren zelf de GVO’s die ze nodig hebben.
Er zijn maar drie landen die significante hoeveelheden importeren: Duitsland ~44TWh, België ~37TWh en Nederland 29TWh.

Weet jij nog meer interessante informatie uit deze grafieken en data te halen, laat dan vooral een reactie achter hieronder, via e-mail of een tweet.

Wil je écht zeker weten dat je donker groene Nederlandse duurzame energie gebruikt? Gebruik dan zonnepanelen om zelf je stroom mee op te wekken. Er zijn nu al meer dan 600 aanbieders van zonnepanelen in Nederland.

Besparing met HR++ glas

Gisteren stuurde ik deze tweet de wereld in, waarop ik de vraag kreeg hoe ik aan die TVT kwam. Dat past niet in 140 tekens, dus bij deze.

Om tot deze TVT te komen gebruik ik de graaddagen en de U-waardes van verschillende soorten glas.

De graaddagen voor een bepaalde locatie (in mijn geval meetstation Volkel) haal ik van:
http://www.dicks-website.eu/graaddagen/
Dat is een makkelijke tool, maar als je die niet vertrouwd kun je de graaddagen ook zelf uit de KNMI gegevens berekenen of je eigen weerstation gebruiken. Met deze tool bereken ik de graaddagen over een periode van één jaar. Hiervoor neem ik de “normaal” situatie, omdat dit het klimaatgemiddelde is en niet toevallig het specifieke jaar wat ik bekijk. Voor het meetstation Volkel (dat is bij het dichtst in de buurt) kom ik dan op 3613.1 graaddagen. Belangrijk om te melden is ook dat ik 20C als etmaal gemiddelde temperatuur neem. Ik heb een hekel aan kou en als het te koud is binnen, dan moet er beter geïsoleerd worden. Het maakt verder ook niet uit voor de rekenmethode, maar alleen voor de uitkomst. Als het bij u gemiddeld kouder of warmer is, bepaal dan zelf de bijbehorende graaddagen en voer de berekening uit (kies ook het juiste meetstation, dit heeft ook invloed).

Dan neem ik de U-waardes van Glas:

  • U = 5,7 W/m²K voor enkel glas
  • U = 2,8 W/m²K voor eenvoudig dubbel glas
  • U = 1,1 W/m²K voor HR++ glas

Omdat: Watt = Joule / seconde en ik weet (graaddagen) hoeveel seconden ik hoeveel temperatuurverschil heb tussen binnen en buiten, kan ik ook uitrekenen hoeveel Joule er door een m² glas gaat.

Dat gaat als volgt:
U-waarde_glas × graaddagen × seconden_in_een_dag = Joule / m² / jaar

Oftewel:

  • U = 5,7 W/m²K × 3613.1 × 24 × 60 × 60 = 1.779.379.488 Joule / m² / jaar
  • U = 2,8 W/m²K × 3613.1 × 24 × 60 × 60 = 874.081.152 Joule / m² / jaar
  • U = 1,1 W/m²K × 3613.1 × 24 × 60 × 60 = 343.389.024 Joule / m² / jaar

Het is duidelijk te zien dat HR++ glas met een U-waarde van 1,1 W/m²/K veel minder energie verliest op jaarbasis. Maar die Joules zijn niet direct nuttig als terugverdientijd. We moeten die dus omrekenen naar een kostprijs per jaar. Hiervoor moeten we weten hoevel Joule er uit een m³ gas komen en hoeveel een m³ gas kost. Op de “Besparen” pagina van Warmtecheck.nl houd ik een grafiek bij me de ontwikkeling van de gasprijs. Die is op dit moment ongeveer €0,68 /m³. Hiervoor kunt u natuurlijk ook de prijs invullen die u op uw contract hebt staan.

Een m³ gas bevat verder ongeveer 9kWh aan energie. Maar als hier de verliezen vanaf gehaald worden (een CV-installatie is niet 100% efficiënt), dan is 8kWh nuttige warmte per m³ een aardige schatting. Als u een super geoptimaliseerde CV installatie heeft, dan kunt u hier een hoger getal invullen (als u bijvoorbeeld fervent CV-tuner bent). Een kWh is 3,6MJ, dus 8kWh = 28,8MJ.

Nu kunnen we dus uitrekenen hoeveel gas iedere m² glas kost per jaar:

  • U = 5,7 W/m²K = 1.779.379.488 Joule / m² / jaar / 28,8MJ = 61,78m³
  • U = 2,8 W/m²K = 874.081.152 Joule / m² / jaar / 28,8MJ = 30,35m³
  • U = 1,1 W/m²K = 343.389.024 Joule / m² / jaar / 28,8MJ = 11,92m³

En we weten hoeveel een m³ gas kost, dus kunnen we de kosten berekenen:

  • U = 5,7 W/m²K = 61,78m³ * €0,68 = €42,01
  • U = 2,8 W/m²K = 30,35m³ * €0,68 = €20,64
  • U = 1,1 W/m²K = 11,92m³ * €0,68 = €8,11

Als ik dan even snel online kijk, dan kost HR++ glas €35,50 /m² (excl. plaatsing*) voor een besparing van €12,53 per jaar per m² als je nu simpel dubbel glas hebt en €33,90 per jaar per m² als je nu enkel glas hebt.

Pas op!
Dit is een theoretische benadering. De werkelijke besparing hangt van veel factoren af, waaronder:

  • Hoe de gebruiker de thermostaat instelt heeft een heel grote invloed.
  • Langs de randen van de ramen zitten de afstandhouders die relatief slecht zijn, dus kleine ramen doen het ook relatief slechter dan grote ramen.
  • 20C gemiddelde temperatuur is wellicht veel te optimistisch, omdat de radiatoren vaak onder ramen worden geplaatst, zijn de ramen aan binnenkant vaak veel warmer dan 20C.
  • De effecten van een veranderde zontoetreding en daardoor veranderde zonnewinst worden niet meegenomen.
  • Koudeval vermindert met beter glas, waardoor er op een lagere temperatuur gestookt kan worden.
  • In algeheel wordt het hogere comfort niet gewaardeerd in deze berekening.

Een nauwkeurige berekening van de besparing bij het toepassen van energiebesparende maatregelen kan bijvoorbeeld worden gemaakt met het PHPP rekenprogramma.

* De kosten voor het plaatsen van het glas kunnen zeer sterk uiteen lopen afhankelijk van de situatie. De tweet boven aan deze pagina heeft het dus ook alleen over het terugverdienen van het glas.