Ons werk

TNO onderzoekt en ontwikkelt meerdere systemen van warmteopslag

Compacte warmteopslag is een noodzakelijke bouwsteen voor de energietransitie. De overheid en energie-experts zijn daar inmiddels ook van overtuigd. TNO heeft op dat vlak al veel ijzers in het vuur en werkt aan verschillende systemen voor warmteopslag. Een overzicht.

warmteOpslag in water 

Iedereen kent het principe van de waterboiler. In de markt zijn er ook al sinds langere tijd oplossingen beschikbaar waarbij het mogelijk is om in een watervat warmte op te slaan. Vaak maakt zo’n warmwateropslag dan deel uit van een warmtepompsysteem.

Het nadeel is de lage energiedichtheid per volume. Je hebt al snel een watervat van honderden liters nodig om genoeg warmte op te kunnen slaan. Er zijn zelfs vaten van zo’n 2.000 liter te koop, voor echt grote woningen.

TNO werkt al een tijdje aan het verbeteren en doorontwikkelen van deze toch wel vrij klassieke opslagmethode. Met succes. Bij het opslaan van warmte in water heb je weliswaar altijd te maken met warmteverlies, maar door de toepassing van een nieuwe technologie is het wel mogelijk om dat warmteverlies aanzienlijk te beperken. Dat is dus goed nieuws. En het ziet ernaar uit dat een commerciële partij op korte termijn al een product kan gaan produceren dat gebruikmaakt van de door TNO ontwikkelde verbeteringen.

WarmteOpslag in metalen

Qua energiedichtheid en efficiëntie zou warmteopslag in metalen ook interessant kunnen zijn. Maar dat is wel een grotere uitdaging. Er worden bij deze vorm van warmteopslag namelijk temperaturen van ruwweg 400 tot 1000 graden Celsius gebruikt. Door deze grotere temperatuur-ranges kan de opslagdichtheid aanzienlijk hoger zijn dan in water tot 100 graden. Deze technologie zit momenteel nog middenin de onderzoeksfase.

Thermochemische opslag

Thermochemie vormt de basis voor een nieuwe generatie warmtebatterijen. Voor de batterijwerking is het daarbij essentieel dat het proces ook weer omkeerbaar is: dus dat water en zout door het toevoegen van warmte weer van elkaar gescheiden kunnen worden.

TNO werkt momenteel aan twee thermochemische warmtebatterijen. Een team in Delft werkt aan een apparaat op basis van natriumsulfide. En in Eindhoven werkt een team, in samenwerking met TU/e, aan een warmtebatterij met kaliumcarbonaat als basismateriaal.

Beide teams laten overtuigend zien dat het technisch mogelijk is om met behulp van thermochemie veel energie in een klein volume op te slaan. En die op een later moment weer als warmte vrij te geven, waarbij er tijdens de opslagperiode geen energie verloren gaat.

Redox-HEAT-batterij

Metaal oxideert als er zuurstof bij komt. Dat oxidatieproces kun je weer terugdraaien als je er onder bepaalde omstandigheden waterstof aan toevoegt. Dat is, heel kort door de bocht, het principe achter de Redox-HEAT-batterij. TNO heeft het proces inmiddels onder de knie, maar het is nog de vraag of dit principe daadwerkelijk kan worden toegepast in een warmtebatterij.

Ook is nog niet duidelijk of een dergelijke batterij in de bebouwde omgeving of in een industriële toepassing het best tot zijn recht zou kunnen komen. Dit onderzoek bevindt zich dus nog in een vrij pril stadium.

Altijd op zoek naar nieuwe oplossingen 

Het is op dit moment niet duidelijk welke warmteopslag-technologie de boventoon gaat voeren. Maar omdat elke oplossing verschilt in bruikbaarheid en toepassing, is het ook heel goed denkbaar dat er een markt is voor meerdere systemen. En komt er in de tussentijd een nieuwe technologie in beeld die zich mogelijk goed zou kunnen lenen voor toepassing in een warmtebatterij? Dan wil TNO daar graag onderzoek naar doen om de mogelijkheden te verkennen.

Zo ook bij technologieën die ingezet kunnen worden bij bestaande oplossingen. Kan warmteopslag goedkoper? Makkelijker? Sneller? Met een hogere energiedichtheid? Bij het scannen van nieuwe mogelijkheden stelt TNO zich constant dat soort vragen.

Het complete plaatje

“We ontwikkelen als TNO niet alleen verschillende warmteopslag-technologieën, maar we kijken daarbij ook goed naar de omgeving waar zo’n oplossing straks kan worden toepast”, benadrukt Sten de Wit, die zich bij TNO als programmamanager bezighoudt met energie in de gebouwde omgeving.

“Als we samen met andere partijen bijvoorbeeld een renovatieconcept uitwerken, kijken we naar de mogelijkheden voor warmteopslag als een integraal onderdeel daarvan. Dus dat zo’n apparaat bijvoorbeeld goed kan samenwerken met een warmtepomp, een passende regeling heeft, en dat installateurs straks precies weten hoe ze het apparaat moeten aansluiten en instellen.

Het is niet zo dat we zeggen: ‘Hier is de technologie, veel succes ermee!’. Warmteopslag staat niet op zichzelf. Het gaat om de werking van het totale systeem, en als TNO besteden we daar veel aandacht aan. Dat moet ook wel, want die systeembenadering is een vereiste om tot passende oplssingen te komen die in de praktijk ook echt werken.”

Meedenken over verschillende technologieën en systemen van warmteopslag? Of een bijdrage leveren?

Neem contact op met Sten de Wit. 

Contact opnemen
Ons werk

Heeft thermochemische warmteopslag de toekomst?

Fossiele energiecentrales laten zich qua productie goed op de energievraag afstemmen. Maar bij duurzame energie-opwekkers, zoals zonnepanelen, zonnecollectoren of windturbines, ligt dat toch lastiger. Die... Lees verder
Ons werk

Dé compacte warmtebatterij voor energieopslag thuis

Er is momenteel veel behoefte aan een compact en betaalbaar apparaat om warmte en energie thuis op te slaan. TNO werkt aan verschillende technologieën om dat mogelijk te maken. Zo wordt er in Eindhoven... Lees verder
Ons werk

In ontwikkeling: compacte warmteopslag om verrassend veel warmte op te slaan

Natriumsulfide. Dit is het basismateriaal dat TNO gebruikt voor de ontwikkeling van een technologie die in de nabije toekomst zal worden gebruikt voor compacte warmteopslag in woningen. Hoewel er nog... Lees verder

Contact

Dr. ir. Sten de Wit

  • Energie
  • Bouw

Volg TNO op social media

Blijf op de hoogte van het laatste nieuws, de 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.