"Vergroting van regenwaterbassin heeft nauwelijks effect"

Kassen die met een warmtepomp worden verwarmd vormen een reëel perspectief op de verwarming van kassen zonder gebruik te maken van fossiele brandstoffen. Door de wisselende warmtevraag en de wisselende hoeveelheid laagwaardige warmte die bij de ontvochtiging van kassen beschikbaar komt, heeft een warmtepompsysteem baat bij buffers aan de warme en aan de koude zijde. Hiermee kan de warmtepomp meer vollast draaiuren maken, waardoor met een kleinere capaciteit toch een hoge dekkingsgraad in de totale warmtebehoefte kan worden gerealiseerd. Warmtebuffers zijn in de tuinbouw reeds overal aanwezig, en in deze studie van de WUR wordt bestudeerd of voor de koude buffer het regenwaterbassin gebruikt zou kunnen worden. Het regenwaterbassin krijgt dan, naast z'n functie in de gietwatervoorziening, ook een functie als kortetermijnenergiebuffer, die de fluctuerende hoeveelheden teruggewonnen laagwaardige warmte uit de ontvochtiging uitvlakt en naar behoefte kan leveren aan de koude zijde van de warmtepomp.

De opslagcapaciteit van het bassin wordt bepaald door het volume aan regenwater in het bassin. Dit varieert op grond van de balans tussen regenval en gietwaterbehoefte en wordt begrensd door de maximale capaciteit van het bassin. De laagwaardige warmteflux vanuit het bassin wordt bepaald door de warmtevraag aan de koude zijde van de warmtepomp, de warmte die uit de ontvochtiging wordt teruggewonnen, en de energieopslagcapaciteit van het bassin. Wanneer er meer laagwaardige warmte vanuit de ontvochtiging beschikbaar is dan er aan laagwaardige warmte door de warmtepomp wordt gebruikt, is de koude-opslag 'vol' en zal de ontvochtiging van de kas moeten terugvallen op het openen van luchtramen of het inblazen van buitenlucht. In het andere uiterste, als de warmtepomp het hele bassin heeft uitgekoeld en de ontvochtiger onvoldoende laagwaardige warmte afgeeft, wordt de warmtepomp beperkt in z'n warmteproductie. Als de kas in die situatie een hoge warmtevraag heeft, zal dit op een andere manier moeten worden geproduceerd. In dit rapport wordt in dat geval de ketel ingeschakeld en wordt er fossiele energie gebruikt.

Het potentieel van het gebruik van het regenwaterbassin voor laagwaardige warmteopslag is in deze studie geanalyseerd op basis van simulaties aan een belichte tomatenteelt met gebruik van vijf jaar aan historische weerdata. De effectiviteit van het systeem is beoordeeld op het resterende gasverbruik, waarbij rekening is gehouden met het watervolume in het bassin, wat een resultante is van regenval, terugwinning van waterdamp in de ontvochtiger en gietwatergebruik Daarnaast is rekening gehouden met de warmte-uitwisseling met de omgeving, aangezien het bassin in de regel niet geïsoleerd is. Verder is onderzocht in welke mate de grootte van het bassin en de capaciteit van de warmtepomp invloed hebben op de vermindering van het resterend gasverbruik.

De resultaten tonen aan dat het gebruik van een regenwaterbassin als kortetermijn-energiebuffer in een met een warmtepomp verwarmde kas technisch haalbaar is en effectief in het reduceren van het gasverbruik. Het gecombineerd gebruik heeft geen enkel effect op de functie van het bassin als buffer voor gietwater. Het aanhouden van een minimaal waterniveau in het bassin om ook hartje zomer de bufferfunctie voor de warmtepomp in stand te houden, verbetert echter de dekkingsgraad van de warmtepomp in de totale warmtevraag. Dit verlaagt uiteraard het resterend gasverbruik en de extra hoeveelheid aanvullend water die hiervoor nodig is, blijkt vrijwel nihil. De warmte-uitwisseling met de omgeving veroorzaakt warmteverlies in de winter, maar warmtewinst vanaf het voorjaar tot laat in de herfst. Het verlies in de winter is kleiner dan de winst in de rest van het jaar, zodat het isoleren van het regenwaterbassin zelfs tot een (kleine) toename van het resterend gasverbruik zal leiden.

De analyse van het effect van vergroting van het regenwaterbassin ten opzichte van de huidige standaard van minimaal 500 m³/ha geeft aan dat dit nauwelijks effect heeft. Bij de keuze van de optimale warmtepompcapaciteit hoeft de capaciteit van het regenwaterbassin als koude-opslagbuffer dus niet te worden meegenomen. Deze optimalisatie gaat geheel om de afweging tussen kosten van een grotere warmtepompcapaciteit en de extra besparing op gasverbruik die daarmee gerealiseerd kan worden. Voor een belichte tomatenteelt zal de optimale warmtepompcapaciteit ergens tussen de 100 en 150 kW elektrisch vermogen per ha liggen. Het resterend gasverbruik kan daarmee naar bijna 0 worden teruggebracht, waarmee de transitie naar fossielvrije tuinbouwproductie mogelijk wordt.

Lees hier het onderzoeksrapport