Alle mogelijkheden, beslissingen en resultaten van de bouw van onze passieve energie-plus woning

Categorie: Energie (Pagina 1 van 2)

Resultaat van de passieve energie-plus bouw; mooie energiecijfers

Energiemeting in de meterkast

k wil energie vergelijken en ontwikkelingen zien. En ook ten opzichte van het vorige huis waar de cv ketel voor het warme water en de verwarming zorgt. Dat is nu allemaal elektrisch.

  • De warmtepomp; levert warm water en verwarmt in de winter het huis
  • De Quooker zorgt voor snel warm water in de keuken
  • De WTW (warmte-terug-winning van de verse lucht) zorgt dat er minder warmte het huis uit gaat
  • wat overblijft is gebruik door het huishouden.

 

schema verdeling energie opwek en gebruik

Om dit te kunnen meten zet ik achter de Quooker een Gosund switch incl energiemeting.

De andere apparaten hebben een eigen groep in de meterkast, dus daar kunnen meterkast-meters komen.

Afbeelding Gosund SP111 Energy plugEastron SDM120 Eastron SDM630-modbus-v2

 

 

 

 

 

Natuurlijk wil ik dat allemaal op 1 dashboard zien, dus maak ik met mijn domotica (“Home Assistant” verbinding met deze apparaten.

De Gosund heeft software in zich (in mijn geval speciaal Tasmota geplaatst) zodat deze zeer eenvoudig informatie naar HomeAssistant stuurt.

De Eastron meterkast meters werken anders; die hebben een pulserend lampje, een bijbehorende pulsuitgang en een Modbus  aansluiting.

Modbus is een protocol op 2 draadjes waarbij er met een digitaal signaal informatie over en weer kan worden gestuurd. Door gebruik te maken van ID’s (elk apparaat heeft een eigen ID) kan elk apparaat worden aangesloten op dezelfde 2 draadjes….een ‘bus’ in ICT-termen.

Elektrisch wordt er gebruik gemaakt van RS485

Van ‘vroeger’ uit de meterkast had ik nog een Arduino Mega 2560  liggen.

Arduino Mega 2560

Dat is een uitbreiding op een Arduino Uno met meer poorten en (vooral) meer geheugen. Aangeschaft in het tijdperk vóór de ESP8266 & ESP32’ers en zonder netwerkmogelijkheden zoals WiFi of RJ45-internet (ergo, de ESP-01 was ooit ontwikkeld om OP een Arduino te stoppen zodat je WiFi toevoegde). Ik heb er een netwerk-addon board erbij die zowel op een Arduino Uno als Arduino Mega past. Ze noemen hem ook wel eens een ‘Internet Hat’.

Arduino W5100 Ethernet Hat

Foto van Arduino Mega met Internet HatAangezien ik toch internet in de meterkast heb kan ik daar mooi gebruik van maken. En dan heb ik nog een paar poorten (pinnetjes) over om de RS485 op aan te sluiten.

De Arduino kan relatief eenvoudig communiceren met een RS485-Modbus-signaal met een RS495-TTL-shield. Deze heeft aan de ene kant de A- en B-pinnen en aan de andere kant DI, DE, RE en RO. (Driver In, Driver Enable, Receiver Enable en Receive Out).

Een video waar ik veel van geleerd heb is die van Antony Cartwright  . De TTL is een implementatie van het RS-232 protocol zoals uitlegd op Sparkfun  en de Arduino’s kunnen met een RX en TX signaal hier mee communiceren. Oftewel…. We sluiten een RX, TX en een stuurpin aan op het TTL-shield en we kunnen communiceren. In de arduino software maak ik gebruik van een ModbusMaster – bibliotheek .

Elke Eastron-modbus-energiemeter heeft registers (vakjes met waardes) die je kan opvragen. En zo vraag ik elke 10 seconden door het doorgeven van een ID en een reeks van registernummers de energiegegevens op.

programmeercode in Arduino

Om het RS485-shield beter op de Arduino Mega te monteren heb ik een prototype-boardje gemaakt.

DS3231 RTC Clock proto board - draadjes 4x20 lcd met informatie

 

 

 

 

 

Daarnaast heb ik een verbindingsmogelijkheid gemaakt voor een LCD en een RealTimeClock: een DS3231. En dan zit de testopstelling er zo uit….

Testopstelling met alle elektronica

 

Gegevens doorgeven aan HomeAssistant

Om gegevens van sensoren te ontvangen gebruik ik bij HomeAssistant MQTT. De Arduino maakt dus berichten van alle gemeten waarden en stuurt die naar HomeAssistant. En kan je ook bekijken met een windows-software MQTT Explorer.

 

schermprint MQTT Explorer

 

Uiteindelijk kan je de gegevens en grafieken tonen in HomeAssistant want HA heeft een mogelijkheid om binnenkomende MQTT-gegevens als SENSOR aan te merken.

Hardware in de definitieve vorm

Tenslotte bouwen we alles in de meterkast in. De Eastron SDM-meters moeten door een installateur geworden geplaatst!

Modbus draadjes bovenop de Eastron

Overzicht meterkast Hardware Arduino aan de muur van de meterkast

 

 

 

 

 

En ooit maak ik een mooi doosje om de Arduino met RS485 en LCD… ooit…

Maart energiecijfers met separate verwarming

Door het toevoegen van extra meters in de meterkast kan ik nu zien wat het aandeel aan water-verwarming is op het totaal….

Schema energie opbrengst en verbruik van maart 2021

En dat betekent

  • dat wij in maart 2021 al ruim meer opwekken met onze panelen dan verbruiken (854 kWh opbrengst min 714 kWh gebruik is 140 kWh negatief)
  • dat van de opgewekte 854 kWh we slechts 24% (209 kWh) zelf verbruiken en de rest (646 kWh, 76%) terugleveren aan Greenchoice
  • en van de 714 kWh gebruikte energie we 29% (209 kWh) rechtstreeks van de zon komt en 71%, 505 kWh) van Greenchoice

Maart is nog een maand waarin het ook koud kan zijn en dus de verwarming, dat wil zeggen de warmtepomp aan, maar niet meer zo hard wordt gebruikt is als in de winter. Helaas is het nu nog maar de eerste maand met detailinformatie, dus de conclusies over een heel jaar komen later. Wel zie ik in deze maart:

  • van de 714 kWh gebruiken we 40 kWh (6%) voor de Quooker, om in de keuken snel warm water te hebben.
  • we gebruiken 43 kWh (afgerond ook 6%) voor de WTW, de luchtzuivering met warmte-terug-winning.
  • we gebruiken maar liefst 369 kWh (52%) voor de warmtepomp. Dit is dus voor de vloerverwarming en het warme water om te wassen en te douchen.
  • er blijft over dat we 262 kWh (37%) gebruikten voor de rest van het huishouden. Als dat constant is over het jaar dan komen we uit op ongeveer 3000 kWh.

Ik kan nog iets verder gaan in het vergelijken van het energiegebruik voor verwarming

  • uitgangspunten:
    • zowel elektra als gas is om te rekenen naar energie, eenheid Joule of MegaJoule
    • 1 kWh heeft een energie van 3,6 MJoule
    • 1 m³ gas heeft een energie van 35,17 MJoule
    • Graaddagen zijn aantal dagen maal aantal graden waarin het onder de 21 graden is, dus waarin verwarming wordt geacht te kunnen
    • in maart 2021 was het aantal graaddagen in Deelen: 375,6.
    • in maart 2019 was het aantal graaddagen in Deelen: 327,6.
    • in maart 2018 was het aantal graaddagen in Deelen: 424,4.
    • Bron voor het aantal graaddagen is KWA Bedrijfsadviseurs
    • maart 2020 wordt niet meegenomen omdat er geen detail meetgegevens zijn van de warmtepomp & WTW
    • niet meegenomen is stijgend watergebruik o.a. door opgroeiende kinderen
  • Vergelijk in de jaren
    • in maart 2021 vroegen de Quooker, de WTW en de warmtepomp samen 452 kWh = 1627 MJoule. Per graaddag is dat 4,3 MJoule
    • in maart 2019 was het gasverbruik in het oude jaren-30-huis 175 m³ = 6155 MJoule. Per graaddag is dat 18,8 MJoule
    • In maart 2018 was het gasverbruik 237 m³ = 8355 MJoule. Per graaddag 19,6 MJoule

Mijn conclusie: het verwarmen van water en daarmee het huis kost minder dan een kwart van de energie als voorheen. Dit komt door de combinatie van een supergoed geïsoleerd huis en het zeer efficiënt verwarmen met een warmtepomp.

Energie-overzicht 2020

Jaarlijks maak ik een grafisch overzicht van het energieverbruik van het huishouden:

Grafisch overzicht energieverbruik 2020 in diverse grafieken

Met daarin voor mij duidelijk:

  • Autokilometers gehalveerd. —- Het aantal verreden (benzine)kilometers is bijna gehalveerd van 4000 naar 2000 km. Daarmee wordt – omgerekend met de waarde van een liter benzine – minder dan 6000 MJoule gebruikt. De rest gaat overigens op de fiets; ongeveer 6500km met de stadsfiets.
  • Zonder gas is meer elektra, van 2500 kWh (2018) naar 6500 kWh (2020) —- Door het ontbreken van gas wordt er aanzienlijk meer elektra gebruikt; de warmtepomp doet zijn werk goed. Het zorgt wel een jaarverbruik elektra van 6505 kWh oftewel 23.419 MJoule.
  • Netto energieverbruik van het huis van 58.465 (2018) naar 23.419 MJoule (2020). —- In gas zit weliswaar meer energie en is ook goedkoper, maar met een heel zuinig huis en een efficiënte warmtepomp is het mogelijk het totaal energieverbruik te laten dalen.
  • 10.809 kWh aan zonneopbrengst door 32 stuks 310Wp panelen (9920 Wp) geeft een goed rendement van 1090 kWh/kWp. —- De zonnepanelen zijn dan ook nieuw, efficiënt en perfect op 30 graden dakhelling georiënteerd.
  • Bruto elektragebruik is 6500 minus 10800 = -4300 kWh —- aan Greenchoice geleverd als groene stroom. Het is een energie-plus-huis; het wekt meer energie op dan dat het gebruikt.
  • Het totale energieverbruik is zelfs  – 15.494 MJoule —- Met 23.419 (elektra) + 5.915 (benzine) – 38.914 (zonne-energie) is het huishouden inclusief het autoverbruik nog steeds negatief. Heerlijk.
  • Het waterverbruik is wel 23% gestegen. —- Daar zit geen energie in, maar het kost de gemeenschap wel energie om het tot schoon water te maken. We hebben zelfs een regenton.

Positief! in oktober dan

De donkere maanden zijn weer aangebroken.  Het huisgebruik is in oktober helaas weer naar de positieve kant: meer verbruikt dan opgewekt. Niet alleen daalde de opbrengst van de zonnepanelen van 1048 naar 434 kWh, ook steeg door de activerende warmtepomp het gebruik van 350 naar 513 kWh.

schematisch overzicht energiehuishouding oktober 2020

 

Nu was het in oktober 2019 ook al ‘donker en fris’, maar toen was er nog een PV-opbrengst van 591 kWh.

Over het hele jaar heen blijven we natuurlijk lekker negatief. Als ik kijk naar de cijfers november2019 t/m oktober 2020 wekken de zonnepanelen nog steed bijna 1100 kWh/kWp op en verbruiken we 6716 kWh.  Wel neemt het eigen gebruik (2500 kWh) iets af waardoor we 63% van het elektra van het net gebruiken ipv de eigen zonnepanelen. Als je het positief beschouwd; de afgelopen 12 maanden hebben we 8344 kWh aan groene energie aan Greenchoice geleverd.

schematisch overzicht energiehuishouding YTD per 1-nov-2020

Augustuscijfers energie

Terwijl de andere activiteiten (kippenhok, domotica-energie-meting en tuin) niet zo hard gaan, gaat het energieverbruik en opwekken wel lekker door. Dit keer een maandoverzicht, na het jaaroverzicht van vorige maand.

De zonneopbrengst (1285 kWh) was in augustus traditioneel iets meer als juli (1203 kWh) maar wel iets minder dan augustus vorig jaar (1310 kWh). Ondanks een week zomervakantie waarbij de WTW en warmtepomp bijna uitgezet waren verbruikten we toch 457 kWh tegen 381 kWh in juli. In augustus 2019 was dat nog wel 520 kWh overigens.

Netto hebben we toch maar weer 828 kWh ‘verkocht’ aan het net. Dat is met 11ct vergoeding ruim € 90 wat GreenChoice bij de eindafrekening voor augustus gaat overmaken.

Energieschema aug 2020

« Oudere berichten

© 2021 Eco Zonnewoning

Thema gemaakt door Anders NorenBoven ↑