Verwarm je huis met een mechanische warmtepomp op wind

Een warmtepomp produceert zelf geen warmte, maar pompt warmte uit de omgeving (bodem, water, lucht) de huiskamer in. Voor elke kilowattuur elektriciteit zorgt een warmtepomp voor drie tot vier keer zoveel energie in de vorm van warmte. Ondanks die efficiëntie verbruikt een warmtepomp wel heel veel elektriciteit: ongeveer 5.000 kilowattuur per jaar, terwijl het gemiddelde huishouden in Nederland nu 3.500 kilowattuur per jaar consumeert. Bovendien is de warmtepomp erg duur. De vraag is waar al die extra elektriciteit vandaan moet komen, en wie dat allemaal gaat betalen.

Een recente studie biedt een alternatief dat goedkoper en efficiënter is: de mechanische warmtepomp, aangedreven door een mechanische windmolen.

Goedkoper, zuiniger en lichter

Een mechanische warmtepomp is een warmtepomp zonder elektrische motor – in plaats daarvan is de rotor van de windmolen rechtstreeks verbonden met de compressor(en) van de warmtepomp. Die heeft dus geen elektriciteit meer nodig om de omgevingswarmte te verplaatsen. Er vindt dan één energieomzetting minder plaats, en dat bespaart ruim tien procent energie in vergelijking met een elektrische warmtepomp waarvoor een windturbine de elektriciteit levert.

Het grootste voordeel zit echter in de productiefase. De bouw van een mechanische windmolen is goedkoper en minder energie-intensief, omdat er geen elektrische generator nodig is. Dat maakt de windmolen ook lichter, zodat die minder stevig hoeft te worden gebouwd, én het verlengt de levensduur van de machine. Zonder elektrische motor wordt ook de warmtepomp duurzamer. En goedkoper.

Volgens een onderzoek dat de kosten van verschillende configuraties over de hele levensduur vergelijkt, is – met dit alles meegerekend – deze directe aandrijving bijna de helft goedkoper per kilowattuur geleverde warmte dan de combinatie windturbine en elektrische warmtepomp. Bovendien ligt de kostprijs onder die van een gasboiler. Tot slot is, voor windstille periodes, de opslag van warmte in goed geïsoleerde watertanks zestig tot zeventig procent goedkoper dan de opslag van elektriciteit.

Kleinere windmolens

Direct, mechanisch aangedreven warmte maakt het gebruik van kleinere windmolens veel aantrekkelijker. Uit tests is gebleken dat kleine elektrische windturbines erg inefficiënt zijn en niet altijd evenveel elektriciteit opleveren als de productie ervan heeft gekost. Worden ze evenwel ingezet voor dit soort mechanische warmte, dan neemt de energie die ze kosten bij productie af terwijl de efficiëntie en de levensduur toenemen.

Het voordeel geldt alleen voor lokale warmteproductie, omdat het transport van warmte minder efficiënt is dan het transport van elektriciteit. De technologie is dus geschikt voor decentrale energieproductie, voor een enkel huishouden of hooguit een kleine stad.

Kris de Decker is oprichter van Lowtech Magazine en geeft ons elk nummer feit en fictie rond een hightech oplossing voor een duurzamere samenleving.