Ons werk

Warmtebatterij voor in huis

De wereldwijde vraag naar energie van de geïndustrialiseerde, op fossiele brandstoffen gebaseerde economie, blijft toenemen. En dat terwijl er een enorme vooruitgang gaande is in ontwikkeling en gebruik van nieuwe energiebronnen en energiebesparende technologieën. Deze vooruitgang kent haar eigen problemen: wat als het weer niet meewerkt en je te weinig energie kan opwekken? Denk aan het opwekken van zonne-energie op druilerige dagen of windenergie op windstille dagen. En waar laat je juist teveel opgewekte energie om die later op dit soort dagen te gebruiken?

Ook investeren?

Help mee de energietransite te versnellen.

Neem contact op

Warmte-opslag in zout

Deze op gunstige dagen opgewekte energie kan je op twee manieren bewaren: zet het om in elektriciteit of sla het op als warmte. Hiervoor is de warmtebatterij die gebruik maakt van een zouthydraat. Met deze methode kun je per woning of huizenblok efficiënte warmteopslag mogelijk maken, dichtbij de gebruiker.

TNO en de TU/e hebben hiervoor een splinternieuw apparaat principe en een doorbraak materiaal ontwikkeld, waarin de warmte wordt opgeslagen. Tezamen vormen ze de warmtebatterij. Die is zo klein dat het past in de geringe ruimte die beschikbaar is in de meeste huizen. Het doorbraak materiaal is een zoutcomposiet, met K2CO3 (kaliumcarbonaat) als basismateriaal.

Het is de eerste echte warmtebatterij voor in huis: compact, verliesvrij, stabiel en betaalbaar.

Duurzame oplossing en de voordelen van de warmtebatterij op een rij

In een maatschappij die vraagt om energiebesparende technologie is de warmtebatterij voor in huis een product voor een duurzame toekomst. Hier de voordelen op een rij:
1. De prestatie van materiaal is stabiel; het materiaal heeft minimaal een beoogde levensduur van >20 jaar, bij maandelijkse op-/ontladen.
2. Het is een compacte oplossing; door de koelkastformaat opslag biedt het voldoende warmte aan een gemiddeld gezin om 2 weken van te douchen. De energiedichtheid van het systeem ligt daarmee op minimaal 10 x die van wateropslag, en het overstijgt ook ruimschoots de energiedichtheid van state-of-the-art elektrische huisbatterijen.
3. Het is een betaalbare oplossing, met een kostprijs die ver (factoren) beneden die van elektrische opslag ligt én in huis past.

Partners gezocht

De warmtebatterij voor in huis heeft een marktpotentieel van alleen al 7 miljoen woningen in Nederland en zelfs 60 miljoen als we de hele EU bekijken. Met het TNO en TU/e consortium hebben we in een Nederland een internationaal leidende kennispositie, dit biedt industriële kansen voor:
1. Zouthydraten: Volledig nieuwe markt met grote omvang voor zouthydraten (dus chemische industrie). Dit zout vinden we al in tal van andere toepassingen, waaronder in voeding. De toepassing in compacte warmteopslag is nieuw.
2. Maakindustrie: de Nederlandse installatiebranche zou kunnen profiteren van het nieuwe apparaat, en heeft een internationaal sterke positie.

Wat betreft 1 trekken we inmiddels op met sterke industriële partners, waaronder Caldic.

We moeten en willen versnellen om dit product naar de markt te brengen. Daarover treden we graag in contact met geïnteresseerde investeerders en bedrijven Mail Olaf Adan.

Dowload hier de whitepaper van Tech4climate

Download

Meer inzichten in
Thermochemisch principe


De warmtebatterij maakt gebruik van een zogeheten thermochemisch principe. De warmtebatterij voor in huis gaat uit van twee componenten: water en een zouthydraat. Zodra waterdamp en het zout bij elkaar worden gevoegd, bindt het water aan het zout en gaat het zout over in een nieuwe kristalvorm. Bij deze reactie komt warmte vrij. Deze reactie is omkeerbaar. Warmte wordt toegevoegd om het water van het nieuwe kristal af te stoken en zo worden de 2 oorspronkelijke componenten weer verkregen. Feitelijk is het deze warmte die wordt opgeslagen en zolang die 2 componenten gescheiden zijn, blijft de opgeslagen warmte bewaard. Hiermee is het een proces zonder warmteverlies, wat weer een voorwaarde is om warmte langdurig op te slaan. Op deze wijze kan er veel warmte opgeslagen worden in een klein volume. Aanzienlijk meer dan water, en aanzienlijk meer dan in zogeheten faseovergangsmaterialen.

Dat maakt het nog niet direct praktisch toepasbaar als opslag materiaal. In- en uitgaande warmte, en daarmee uit- en ingaande waterdamp, zorgen ervoor dat het kristal aanzienlijk in volume verandert. Het zoutdeeltje dreigt dan zijn samenhang te verliezen, scheurt, valt uit elkaar of anderszins. Dat hebben we opgelost. Er is nu een stabiel zoutcomposiet, dat blijvend zijn functie kan verrichten.

Het nieuw ontwikkelde apparaat principe benut de potentie van het zoutcomposiet ten volle; het zogeheten closed-loop principe. Het apparaat zelf blijft compact in omvang en is betaalbaar. Uniek aan de warmtebatterij voor in huis is dat het een vernuft staaltje techniek is wat met slechts vier componenten zijn prestatie levert. Die eenvoud is een belangrijk startpunt om het goedkoop te houden, maar ook om snelle ontwikkeling naar een product mogelijk te maken en zo op korte termijn de markt te betreden.

Gebruikersduur en inzet

De reactie is inmiddels stabiel. Tests laten zien dat de batterij langdurig kan laden en ontladen zonder energieverlies. Hiermee komt de gebruikersduur van de warmtebatterij op twintig jaar, als je er van uit gaat dat de batterij eens per maand geheel wordt opgeladen en ontladen. Het systeem kan zowel via warmte als elektrisch worden opgeladen, al dan niet in combinatie met een warmtepomp. We voorzien dat het elektrische warmtepompen beter laat functioneren op energiearme momenten en zonnecollectoren beter laat renderen. Het geheel heeft een belangrijk potentieel in het afvangen van piekbelasting van het energienet.

TNO Insights

Een warmtebatterij voor in huis: compact, stabiel en betaalbaar

19 augustus 2019
Het aanbod van duurzame zonne- en windenergie is onzeker. Soms is het te groot en soms juist weer te klein om te voldoen aan de snel toenemende vraag. Energieopslag op momenten met een overmatig aanbod... Lees verder
Contact

Prof. dr. ir. Olaf Adan

  • thermochemische warmteopslag
  • energieopslag
  • energie efficientie in de bouw
  • materiaal technology
  • Horizon2020
E-mail

Wil je de laatste ontwikkelingen volgen?

VOLG TNO OP SOCIAL MEDIA

blijf op de hoogte van ons laatste nieuws, vacatures en activiteiten

Op TNO.nl maken we gebruik van cookies. De daarin opgeslagen informatie kan bij een volgend bezoek weer naar onze servers teruggestuurd  worden.