Het kleinschalige bouwproject ‘Open Hofkerk’ in Wolfheze is dé plek voor een stap richting duurzame oplossingen en vernieuwing in de bouw.
Onze zoektocht
In Wolfheze gaan we op zoek naar een mogelijkheid om zonne-energie op te slaan, waardoor het ook bruikbaar is als de zon niet schijnt. We onderzoeken welke rol waterstof als energiedrager kan spelen.
Lees meerHet energiesysteem
De ontwikkeling van een 'Slim multi-user energiesysteem met H2 opslag”, oftwel een 'Smart Energy Hub'.
Lees meerMonitoring
Door middel van monitoring van de virtuele omgeving onderzoeken we hoe het waterstofopslagsysteem geoptimaliseerd kan worden.
Lees meer
Casestudy
We zijn vier jaar geleden gestart met een zoektocht naar duurzame opslagmethoden voor energie op de lange termijn. Dit betekende het begin van een casestudy naar waterstof.
Lees meer over de casestudyTijdlijn
December 2019
Eind 2019 kocht Schipper Bosch de Open Hofkerk en het achterliggende Dorpshuis de Burcht in Wolfheze. Met als doel de locatie te herontwikkelen met behoud van het kerkgebouw.
Juni 2024
Naar verwachting kunnen we medio 2024 in gesprek met geïnteresseerden voor de mogelijke implementatie van dit systeem in andere woonprojecten.
November 2023
Op 20 november 2023 zijn de vier woningen op het terrein van het voormalige Dorpshuis de Burcht opgeleverd. De woningen in de Hofkerk volgen later.
April 2025
In het voorjaar van 2024 verwachten we dat het systeem volledig slim wordt aangestuurd. Finetuning loopt tot april 2025.
Vragen over het energieconcept? Neem contact op met Schipper Bosch
Onze zoektocht
Zoektocht
Met deze casestudy willen we meer inzicht krijgen in de mogelijkheden voor de toepassing van waterstof als energiedrager binnen een kleinschalig collectief warmtenet in de bestaande- en nieuwbouw. De transitie naar aardgasloze woningen willen we door middel van deze casestudy versnellen.
Off-grid
Het opslaan van elektriciteit in waterstof biedt het grote voordeel dat de energie over een langere periode bewaard kan worden. Met batterijen gaat dit niet. Die zijn zeer geschikt voor kortetermijnenergieopslag. De wens tot seizoensopslag bracht ons bij waterstof. Het uiteindelijke doel? Volledig 'off grid' worden en niet meer afhankelijk zijn van netbeheerders en energieleveranciers. Dit wordt mogelijk voor zeer afgelegen locaties, maar in de bewoonde wereld is het doel om maximaal gebruik te maken van lokaal opgewekte groene energie en tegelijkertijd het energiegebruik te minimaliseren en het elektriciteitsnet te balanceren. Dus nog voorbij ‘nul op de meter’ op weg naar ‘zero carbon’.
Samenwerking
Het is een grote technische uitdaging om volledig gecontroleerd groene waterstof te maken en van waterstof weer elektriciteit. Bovendien heb je te maken met aanzienlijke verliezen naar warmte. Onze innovatieve Belgische partner Solenco, heeft daarom de Powerbox ontwikkelt; één apparaat voor de omzettingen mét warmteterugwinning.
Gedurende de ontwikkeling werd duidelijk dat de Powerbox met de huidige prijzen nog geen rendabel product is zonder een ondersteunend totaalconcept. Om concurrerend te zijn, is het nodig dat Solenco opschaling realiseert.
Het energieconcept
Het energieconcept van Schipper Bosch is de schakel die het waterstofsysteem rendabel maakt. We hebben de business case gemaakt op basis van ons complete waterstofenergieconcept en dat doen we met de huidige prijzen. Doen we dit met de prijzen na opschaling, dan hebben we een rendabeler business case.
Het Energiesysteem
Energiesysteem
Het energiesysteem is erop gericht om zo veel mogelijk gebruik te maken van de energie die we zelf opwekken met zonnepanelen en overschotten op het elektriciteitsnet. Omdat energie vaak vooral nodig is als de zon niet schijnt, bijvoorbeeld ‘s avonds of in de winter, moeten we energie opslaan. Dit doen we in de bodem, in batterijen en in waterstof.
.png)
Ketenrendement
Seizoensopslag
In de zomer koelen we de woningen door water via slangen in de bodem door de vloeren te pompen. De warmte uit de huizen verplaatst daardoor naar diep in de bodem (ruim 200 meter diep). In de winter gebruiken we deze warmte om de centrale warmtepomp mee te voeden. Voor het koelen van de woning wordt alleen een klein vast bedrag per jaar gerekend om bewoners te stimuleren de koeling veel te gebruiken.
De zonne-energie van overdag, slaan we deels op in een batterij om het ‘s avonds te gebruiken. De batterij kan zo de dagelijkse pieken en dalen deels opvangen. Wat er dan nog aan zonnestroom over blijft, wordt middels elektrolyse omgezet in waterstof. Deze opslag gaat langzaam, maar is veel groter dan die van de batterij. Het kan weken en maanden worden bewaard tot het kouder en donkerder wordt. Dan wordt het in een brandstofcel weer omgezet in elektriciteit en warmte.
Slim systeem
Om dit alles slim te gebruiken, maken we met Hogeschool Arnhem-Nijmegen een zelflerend besturingssysteem. We besturen de centrale warmtepomp, de batterij en de waterstofunit en gebruiken daarvoor o.a. weersvoorspellingen en dynamische energietarieven in combinatie met metingen van warmte- en elektriciteitsgebruik in de woningen (via gewone elektriciteits- en warmtemeters).
De bewoners merken hier niks van, omdat we in de woningen niks aansturen. Alleen als ze ook hun auto gaan opladen, is de besturing misschien merkbaar. Als er een laadpaal nodig is, zullen we deze namelijk wel aansturen, zodat deze vooral laadt als de omstandigheden daarvoor gunstig zijn. Dat is meestal midden op de dag of ‘s nachts.
Dit project wordt uitgevoerd met Topsector Energiesubsidie van het Ministerie van Economische Zaken en Klimaat.
Monitoring
Monitoring
We gaan ervan uit dat in het energiesysteem van de toekomst een belangrijke rol is weggelegd voor energieopslag. Waterstof kan een deel van zo'n opslagsysteem zijn, maar we weten nog niet hoe het optimaal kan worden ingezet.
Lees verder onder de foto
Waterstoftanks in Wolfheze
Monitoring
We bestuderen de komende jaren niet alleen het waterstofdeel, maar vooral het effect van een geoptimaliseerde inzet in de energiemix. Zo kunnen we wijzigingen in de virtuele omgeving voor het eerst toetsen aan de praktijk. De Hogeschool Arnhem Nijmegen, onze partner in dit project, heeft een stukje van de virtuele omgeving ingericht met de componenten zoals wij die hebben geïnstalleerd.
Als de bijdrage van energieopslag in waterstof (zowel elektriciteit als warmte) van voldoende nut blijkt, wordt het door het virtuele model betrekkelijk eenvoudig om het systeem te projecteren en optimaliseren op een andere locatie.
We willen uiteraard ook meer zicht op de financiële kant van dit verhaal. Zo kijken we o.a naar het effect van afbouw van saldering, dynamische energietarieven, ontwikkeling van gas- en elektriciteitsprijzen en de juridische en maatschappelijke toepasbaarheid.
Cijfers
- Acht woningen: vier in de gerenoveerde kerk en vier nieuwe houten woningen (CLT)
- Warmtenet op 40-35 graden
- Koudenet voor koeling
- Bodemopslagsysteem van acht gesloten lussen tot 230 meter diep
- Eén centrale warmtepomp van 60kw voor het warmtenet en acht boosterpompen voor warm tapwater
- 152 zonnepanelen, oost-west georiënteerd op de vier CLT woningen.
- Een lithium-ion (LFP) batterij van 30kWh
- 2*950 liter waterstofcilinders tot maximaal 300 bar (+/- 1200 kWh).
- 5 tot 8 kW PEM electrolyser en brandstofcel
Lawijckerhof 6, Wolfheze
waterstof@schipperbosch.nl
Contact
Vragen over het waterstofsysteem?