Lucht-water-warmtepomp met PV-panelen: efficiëntie, kosten en alternatieven

Een warmtepomp is tegenwoordig een centrale factor in duurzame woningbouw en renovatieprojecten. Energiezuinigheid, laag stroomverbruik en het vermogen om gasverbruik te vervangen zijn essentiële kenmerken van moderne warmtepompinstallaties. In dit artikel worden de kenmerken van de lucht-water-warmtepomp met PV-panelen in detail beschreven, met een vergelijking met andere systemen, zoals de water-water-warmtepomp met PVT-zonpanelenbron. Hierbij wordt ook ingegaan op de energieopwek, het stroomverbruik in wintersituaties, en de technische en economische voordelen en nadelen.

De informatie is gebaseerd op technische specificaties, energieprestaties en ervaringen uit praktijkprojecten, zoals beschreven in de bronnen. Aandacht gaat uit naar efficiëntieparameters zoals SCOP (Seasonal Coefficient of Performance), stroomverbruik per winterdag, en de impact van ventilatie- en opwektelementen.

Inleiding

De keuze voor een warmtepomp is voor veel woningeigenaren een belangrijke stap in de energietransitie. De lucht-water-warmtepomp is een populaire keuze, vooral vanwege de relatief eenvoudige installatie en de mogelijkheid om zonnestroom te combineren via PV-panelen. Echter, zoals blijkt uit de bronnen, is de efficiëntie van deze oplossing afhankelijk van de aanwezigheid van ventilatoren en het type zonnepanelen.

Een alternatieve, stroomzuinigere optie is de water-water-warmtepomp met een PVT-panelenbron, waarbij zonnestroom en warmte tegelijk worden opgewekt. Deze variant heeft geen ventilator nodig en maakt gebruik van een groter warmte-uitwisselingsoppervlak, wat leidt tot een lager stroomverbruik en een betere energieopbrengst.

In dit artikel wordt nader ingegaan op deze twee systemen en de invloed van de gebruikte componenten op efficiëntie en kosten.

Wat is een lucht-water-warmtepomp?

Een lucht-water-warmtepomp haalt warmte uit de buitenlucht en gebruikt deze om water op te warmen, dat vervolgens wordt gebruikt voor verwarming en warm water in een woning. Deze warmtepomp vereist een ventilator om de lucht door een radiateur te blazen, waarbij de warmte overgaat op glycol of water. De ventilator is een energieverbruikende component en speelt een rol bij het totale stroomverbruik van het systeem.

Volgens de gegevens uit de bronnen heeft een lucht-water-warmtepomp een SCOP-waarde van 3,5 tot 4, terwijl de water-water-warmtepomp met PVT-panelen een SCOP-waarde van 5,6 bereikt. Dit duidt op een significant hogere efficiëntie van het laatste systeem.

Een belangrijk nadeel van de lucht-water-warmtepomp is het hoge stroomverbruik in wintermaanden, vooral bij vrieskou. Dit komt grotendeels door het verbruik van de ventilator en de neiging tot aanvriezing van de radiateur, wat extra energie kost voor ontdooien.

PV-panelen en lucht-water-warmtepomp: wat is het effect?

Het combineren van een lucht-water-warmtepomp met PV-panelen lijkt op het eerste gezicht een duurzame oplossing te zijn. De PV-panelen kunnen de stroom leveren die de warmtepomp nodig heeft. Echter, zoals blijkt uit de gegevens, is het stroomverbruik van de lucht-water-warmtepomp in de winter aanzienlijk hoger dan de opwek van de PV-panelen.

• Stroomverbruik lucht-water-warmtepomp: ca. 3300 kWh/jaar
• Opwek PV-panelen: ca. 2950 kWh/jaar

Dit betekent dat de opwek van de PV-panelen ongeveer 1000 kWh/jaar tekort komt om het systeem volledig te dekken. Hierdoor is de installatie niet energieneutraal, wat invloed heeft op de terugleverkosten en het gebruik van het stroomnet.

Daarnaast is het stroomverbruik in wintermaanden aanzienlijk hoger, met pieken tot 50-70 kWh/dag bij vrieskou. Dit verhoogt de afhankelijkheid van het stroomnet en kan leiden tot problemen op het energienet, zoals bij te hoge piekverbruik.

Alternatief: water-water-warmtepomp met PVT-panelenbron

De water-water-warmtepomp met een PVT-panelenbron biedt een efficiëntere oplossing. Deze warmtepomp maakt gebruik van stille PVT-panelen die zowel stroom als warmte opwekken. De warmte-uitwisseling vindt plaats via een groter oppervlak van de PVT-panelen en zonder ventilator, wat leidt tot een lagere stroomverbruik en minder aanvriezing.

Deze warmtepomp heeft een SCOP-waarde van 5,6, wat betekent dat het 30% minder stroom verbruikt dan de lucht-water-warmtepomp met PV-panelen. Dit geldt zelfs in wintermaanden en bij vrieskou.

• Stroomverbruik water-water-warmtepomp: ca. 2500 kWh/jaar
• Opwek PVT-panelen: ca. 2950 kWh/jaar

Dit betekent dat het systeem energieneutraal is, met zelfs een surplus van 450 kWh/jaar dat beschikbaar is voor andere huishoudelijke toepassingen. De PVT-panelen zijn bovendien stille en vormen een betere oplossing voor woningen in stedelijke gebieden.

Voordelen van een water-water-warmtepomp met PVT-panelen

1. Lager stroomverbruik: Door het afwezigheid van een ventilator en de grotere warmte-uitwisseling via de PVT-panelen is het stroomverbruik lager dan bij een lucht-water-warmtepomp.
2. Minder aanvriezing: Het grotere oppervlak en de afstand tussen lamellen zorgt voor minder vriescijfers en minder energie voor ontdooien.
3. Energieopwek: De PVT-panelen leveren zowel stroom als warmte, wat leidt tot een hogere energie-opbrengst.
4. Energie-neutraal: De opwek van de PVT-panelen dekt het verbruik van de warmtepomp en levert zelfs een surplus.
5. Lage warmteverliezen: Bij een warmtenet met centrale water-water-warmtepomp met PVT-panelenbron is er minder verlies bij transport, omdat de warmte op lage temperatuur wordt getransporteerd.

Nadelen van een lucht-water-warmtepomp met PV-panelen

1. Hoger stroomverbruik: De ventilator en aanvriezing leiden tot hoger stroomverbruik, vooral in winter.
2. Minder efficiëntie: Met een SCOP-waarde van 3,5-4 is deze oplossing minder efficiënt dan de water-water-warmtepomp.
3. Niet energieneutraal: De opwek van PV-panelen is niet voldoende om het stroomverbruik volledig te dekken.
4. Hogere afhankelijkheid van het stroomnet: In wintermaanden is er een duidelijke afhankelijkheid van het stroomnet, wat leidt tot hogere terugleverkosten.

Technische vergelijking van warmtepompen

Kostenanalyse

De kosten van een warmtepompinstallatie zijn afhankelijk van het type systeem, de schakeltechnologie, en de aanvullende componenten.

• Lucht-water-warmtepomp met PV-panelen: ca. €10.000 – €15.000
• Water-water-warmtepomp met PVT-panelen: ca. €23.000

De hogere aanschafprijs van de water-water-warmtepomp met PVT-panelen wordt gecompenseerd door het lager stroomverbruik en de hogere efficiëntie. Daarnaast is er geen behoefte aan een vastrecht voor gas of warmtenet, wat jaarlijks extra kosten bespaart (ca. €250/jr).

Bij een warmtenet met centrale water-water-warmtepomp met PVT-panelenbron is er ook de mogelijkheid om warmte-opslag te implementeren via een regenwatertank onder de grond. Dit verlaagt verder het stroomverbruik en verhoogt de energieautonomie.

Praktijkvoorbeeld: BES Hengstdal 2023

Het project BES Hengstdal 2023 illustreert de praktische toepassing van warmtepompinstallaties in een woonwijk. Alliander stelde initieel een centrale lucht-water-warmtepomp met ventilator-luchtbron en PV-panelen voor. Echter, deze oplossing bleek energie-intensiever en minder efficiënt.

Na overleg met gemeente en adviseurs werd een centrale water-water-warmtepomp met PVT-panelenbron aangehouden. Deze oplossing was niet alleen stroomzuiniger, maar ook goedkoper en energieneutraal. De levensduur van een warmtepomp is ongeveer 15 jaar, wat een langere retour op investering betekent.

Kortingen en subsidies

De aanschaf van een warmtepomp kan aansluiten bij subsidies en kortingen van de overheid. Deze zijn echter vaak afhankelijk van het type installatie en het behaalde SCOP-niveau. De water-water-warmtepomp met PVT-panelenbron voldoet vaak aan hogere efficiëntie-eisen en kan daardoor in aanmerking komen voor meer steun.

Technische adviezen voor woningeigenaren

1. Evalueer het type warmtepomp: Zorg dat het systeem past bij de energiedraagkracht van de woning en de lokale omstandigheden.
2. Kies voor efficiëntie: Een hogere SCOP-waarde betekent minder stroomverbruik en lagere kosten.
3. Voeg opwek toe: Zowel PV-panelen als PVT-panelen kunnen het stroomverbruik van de warmtepomp dekken.
4. Ontwerp het systeem flexibel: Een warmtenet met centrale water-water-warmtepomp en opslag is schaalbaar en flexibel.
5. Zorg voor warmte-opslag: Een regenwatertank onder de grond kan extra warmte opslaan en verbruik in winter verlagen.

Conclusie

De keuze voor een warmtepomp is een belangrijke beslissing in de energietransitie. De lucht-water-warmtepomp met PV-panelen is een bekende oplossing, maar heeft een hoger stroomverbruik en is minder efficiënt dan alternatieven zoals de water-water-warmtepomp met PVT-panelenbron. Deze laatste oplossing biedt een hogere SCOP-waarde, lager stroomverbruik, en is energieneutraal, zelfs in wintermaanden. Bovendien is er geen ventilator nodig en is het systeem stille, wat het geschikt maakt voor stedelijke woonomgevingen.

Voor woningeigenaren is het belangrijk om niet alleen de aanschafkosten in overweging te nemen, maar ook de energieprestaties en de terugverdientijd. Een water-water-warmtepomp met PVT-panelenbron is een duurzamere en efficiëntere keuze, die in de praktijk ook aantoonbaar goed werkt.

Bronnen

1. nijmegen-oost.nl
2. anwb.nl