>>>Volgens het artikel kan er wel 200 kWh aan warmte per m3 basalt worden opgeslagen.
>Maar in Boekel wordt in 1 m3 basalt 200 kWh opgeslagen of wellicht uiteindelijk weer teruggeleverd.

De berekening bij A vraagt of wat het artikel beweert (er wordt 200 kWh/m³ geleverd) wel klopt. De gedane berekening toont aan dat het zelfs 340 kWh/m³ is en dus ruim voldoende. De bewering klopt dus (en is zelfs te weinig).  80% hiervan is 272 kWh/m dus met de beperkte rendementsopgave komt het ook boven de 200 kWh/m² uit van het artikel.

De uitwerkingstekst:
>>>Dit is meer dan er in praktijk in het basalt wordt opgeslagen.
is wat vaag. Theoretisch wordt 340 kWh/m³ bereikt, het artikel beweert meer dan 200 kWh/m³. Betekent dit nu dat het artikel realistischer bedragen noemt (waarin allerlei verliezen al zijn verwerkt) of een grote onderschatting is. Ik gok op het eerste, maar het kan je verwarring verklaren.

dag Jacques,

Dit gaat dan natuurlijk niet meer over die opgave (die kan eenduidiger, dat ben ik met je eens, ik zal de redactie vragen die maar eens op te poetsen) maar met bovenstaande conclusie ben ik het dan toch oneens. Die twintig panelen doen in de tijd dat het er toe doet, de korte donkere winterdagen, nauwelijks iets voor je warmtepomp. Die draait 's winters helaas voor een groot deel op grijze stroom. Het systeem van de opgave heeft dit nadeel niet, daarmee kun je zomerzon in de winter gebruiken. 

Groet, Jan

Bedankt voor jullie antwoorden. Ik vroeg mij af -nav een artikel in de krant- of een basaltaccu gevoed door zonnepanelen een efficiente warmteopslag biedt. Bij het zoeken naar het antwoord vond ik de basaltaccu opgave op deze site. Om 1 m3 basalt tot 500 graden te verhitten -zoals het artikel stelt- moet je minstens 340 kWh toevoeren. Met de jaarproductie van 700 panelen kun je geen 800 m3 basalt tot 500 graden verhitten, dus mag je in opgave A niet uitgaan van die 500 graden, en feitelijk kun je dan geen antwoord geven omdat de gegevens inconsistent zijn.
En inderdaad zul je in de winter wat grijze stroom nodig hebben, maar in een BENG huis met huisaccu en warmtepomp met een COP van 2-3 valt dat mee. Mijn punt is dat je de hoogwaardige groene stroom van de 700 zonnepanelen op betere manieren kunt gebruiken dan voor het verhitten van basalt (als het doel is om overall minder CO2 uit te stoten in het ecodorp). 
Het is een leuke opgave maar kan inderdaad een stuk scherper.

en dàt doel wordt dus niet gehaald in dat "ecodorp". Want dat is veel te klein om die zomerstroom kwijt te kunnen, en heeft te weinig winterstroom van zichzelf. 
Dat doel kan gehaald worden in grote regio's of op nationaal niveau, maar dan moet je wel het financiële offer willen brengen van de investering in voldoende (fossiele??) wintercapaciteit, waarbij afschrijvingen dus een groter deel van de productiekosten aan innemen.dat valt helemaal niet mee. Het kost ongeveer 2,5 kWh aardgaswarmte om uit een aardgascentrale 1 kWh elektrische energie bij de afnemer te leveren. Gebruik dan een elektrische warmtepomp met COP 2,5 om daar weer 2,5 kWh warmte van te maken, en dan kun je dus net zo goed (en veel goedkoper) dat aardgas thuis in een HR-ketel verbranden. 

Dus ook voor de wereld is die (lucht-lucht) warmtepomp nog niet de oplossing, de CO₂ winst daarvan is maar heel beperkt. Dan doet die basaltaccu dat al een heel stuk beter.

Groet, Jan

Beste Jan, het punt is dat nieuwbouw aan de BENG eisen moet voldoen en dus veel minder energie nodig heeft dan gesuggereerd in de vraag. Dus geen 200 m3 gas per maand maar -zeg- 50 m3 gas (of 500 kWh). Met een lucht-water warmtepomp (COP 2.5) kun je dan toch nog een groot deel van die 500 kWh afdekken met zonnepanelen (plus accu). Een gemiddelde opbrengst van 200 kWh per maand in de wintermaanden moet lukken. Als je 100 kWh per maand in de warmtepomp stopt heb je 250 kWh warmte opgewekt, dus de andere helft moet met grijze stroom die natuurlijk steeds groener wordt. In de andere jaargetijden is er dan groene stroom voor de BEV, zodat heel veel CO2 uitstoot wordt vermeden.Dus overall voor het klimaat een betere oplossing dan de basaltaccu. met vriendelijke groet, Jacques

precies mijn punt: om die 100 kWh elektrisch op te wekken moet die centrale ook 250 kWh warmte maken. Kortom, je verstookt nu via de centrale evenveel aardgas. 

Dat schiet niet zo heel erg op hoor: een jaar geleden zaten we op 8,6% 
https://www.duurzaambedrijfsleven.nl/energietransitie-business/33035/duurzame-energie-2019

panelen leggen kunnen we ook prima zonder dat we daarvoor een warmtepomp als excuus hoeven te hebben. 
Kortom, mèt die panelen maar zonder die warmtepomp, en in plaats daarvan dat basaltding, is het milieu beter af. Want, zoals je eerder noteerde:Met jouw BENG-huizen haalt die accu dan de buurt heel de winter door zonder dat er één kuub gas verstookt hoeft te worden :) 

Groet. Jan

Energie uit zonnepanelen en wind is heel vaak redundant. Omdat niet goed te plannen valt wanneer het hard waait of de zon lekker schijnt kan de koolstofstroom niet precies gepland worden. Er moet voorkomen worden dat er tekorten zijn dus moeten de energiecentrales doordraaien, ook als extra wind- of zonneënergie geproduceerd wordt. Gascentrales kunnen sneller schakelen dan kolencentrales maar ja, we willen van het gas af. Dus...

Om die 8,9% groene energie te kunnen gebruiken moeten we dan ook manieren verzinnen om die op te slaan en op een gecontroleerde manier op een later tijdstip te gebruiken. Conventionele accu's kunnen niet duurzaam geproduceerd worden en zijn duur. Je moet nogal een accu neerzetten om de stroom voor en hele stad op te slaan. De huidig bruikbare manieren om waterstof te winnen met elektriciteit zijn nog erg inefficient, hoewel op dat terrein misschien in de nabije toeomst al verbeteringen komen. Zo'n basaltaccu zou een optie kunnen zijn met een redelijk rendement. Vooral als je opgevangen warmte er als warmte in op kan slaan en er ook als warmte uit kan halen.
Ik schat wel dat die steen minstens 85^o en misschien zelfs wel 100^o C warm moet blijven om de warmte te kunnen benutten. Dus de energie voor het eerste opwarmen naar die temperatuur ben je sowieso kwijt.

Hoe ga je het isoleren als het blok 500^o C warm wordt? Die warmte moet er wel minstens een half jaar in blijven.

En 800 m³ basalt uit de rotsen hakken en naar Nederland brengen voor een politiek experimentje. Is dat nou echt duurzaam?

Al de R in de maand is moet je niet op een steen gaan zitten heeft iemand mij eens verteld.

De huidig bruikbare manieren om waterstof te winnen met elektriciteit zijn nog erg inefficient, hoewel op dat terrein misschien in de nabije toeomst al verbeteringen komen


De efficientie van om H2 te produceren via electrolyse is 70%, en gaat naar 80% als je de warmte die vrijkomt kunt (her-)gebruiken. Het H2 gas kun je zeer efficient in een aangepaste cv-ketel stoken, CO2 vrij. Je kunt het H2 gas ook weer omzetten naar groene stroom via een brandstofcel met een rendement van 50% (en een heleboel warmte). Niet erg efficient maar de je hebt wel die keuze. Bovendien kun je behalve verwarmen ook koelen. Ik denk dat de basaltaccu niet kan tippen aan de efficientie van de H2-routes. 

Misschien wordt die warmt in waterstofauto's ook nog wel eens een keer benut. De techniek staat voorniets.

Elektrolyse is maar 1 manier om H₂ te maken. Op dit moment de meest praktische voor "thuisgebruik" op kleine schaal. Als je wat googlet kom je allerlei informatie tegen over verbeteringen en alternatieve methoden. Er is een team wetenschappers dat zelfs een methode met > 98% efficientie claimt. Maar die is nog niet beschikbaar voor gebruik en komt dat misschien ook niet. Misschien moeten we bij het bepalen van het rendement niet te veel naar elektriciteit alleen kijken.

Als het gaat over zonneënergie wil je eigenlijk zoveel mogeijk energie binden per m² opvangmogelijkheid. En kosten natuurlijk, maar die kunnen in de loop van de tijd veranderen. 
Een zonneboiler bijvoorbeeld produceert helemaal geen elektriciteit. Wil je die vergelijken met zonnepanelen dan is het van belang wat hij opbrengt per m² gebruikt dak. In warm water.
Uiteraard zal een zonneboiler niet in staat zijn om die steen op temperatuur te brengen, omdat hij nooit verder kan komen dan 100^o C. , en in de praktijk veel minder.

Het probleem is energie-opslag en niet zo zeer energie-opwek. Mijn 20 panelen wekken jaarlijks 6 MWh op -moet genoeg zijn voor de totale jaarlijkse energiebehoefte van een BENG-huis. Helaas wordt in de maanden nov, dec, jan en feb SAMEN hooguit 700 kWh opgewekt. Een betrouwbare en betaalbare opslagmethode mag best een verlies van 30% hebben, gewoon wat paneeltjes erbij of even wachten op nog betere panelen.  

Er wordt over die basalt accu niet gezegd dat de opslag inefficient is. Dat is een interpretatie van mensen in deze discussie.

Warmte moet ergens naartoe. Stel je hebt zo'n blok basalt. Daar boor je een gat in tot het midden en daarin plaats je een elektrisch verwarmingselement. dat dek je goed af met bijvoorbeeld basalt. Dan zet je stroom op dat verwarmingselement en je gaat ervanuit dat ie niet kapot gaat en de draden ook heel bljven. Zelfs onder temperaturen tot 500^o C. Hoeveel van de energie die je er op die manier in pompt wordt dan door het blok opgenomen als warmte en hoeveel verlies heb je daar theoretisch op?

Als extra voorwaarde kunnen we zeggen dat het blok basalt groot genoeg is om aan de buitenkant initieel nog koel te blijven. We hoeven dus geen rekening te houden met warmteverlies van het basalt aan de omgeving.

>Dan zet je stroom op dat verwarmingselement en je gaat ervanuit dat ie niet kapot gaat en de draden ook heel bljven.

Dat wordt een benadering van een zwart lichaam.

>dat het blok basalt groot genoeg is om aan de buitenkant initieel nog koel te blijven
En hoe halen we die binnenwarmte er weer uit?

Energie in de vorm van warmte kan opgeslagen worden. Efficient of effectief, dat blijft een uitdaging. Voer voor praktici aan een TH / TU

Opgeslagen energie gebruiken betekent weer afvoeren van de opslag. Bij warmte gaat dat alleen door afvoer naar een minder warm gebied. Anders gaat er geen warmte stroom de gewenste kant op. Dat is zelfs met warmtepompen zo. De "hete lucht" van 4  (of 30) graden wordt afgekoeld naar -5 (of 21) graden en die vrijkomende warmte wordt naar elders (in huis) gevoerd.

Inpompen is 1 ding (plus verliezen erbij), uithalen een andere...

Overigens heb ik het over een blok maar andere bronnen (onder andere https://www.natuurkunde.nl/vraagbaak/73234) spreken over basaltgruis. Ik kan me voorstellen dat dat praktisch makkelijker is maar het levert volgens mij wel extra verlies op door de lucht die er tussendoor stroomt.

Ik heb verschllende keren in een boiler van een energiecentrale gestaan. Meestal waste-to-energy. Dat is een energiecentrale die afval en huisvuil als brandstof gebruikt.
Zo'n boiler is een grote bak waarin het huisvuil verbrand wordt. Met de warmte wordt water verhit. Dat water stroomt door een aantal buizen dwars door die boiler heen. De buitenwand van de boiler bestaat bijna volledig uit buizen waar water doorheen stroomt. Op die manier wordt zoveel mogelijk van de geproduceerde warmte gebruikt om water the verhitten. Met dat hete water worden stoomturbines aangedreven die elektriciteit opwekken. Daar omheen zit een dikke laag heel effectieve isolatie. Je kan in principe je hand op de wand leggen zonder hem te branden als de centrale werkt. Binnen in de boiler kan de temperatuur flink oplopen tot meer dan 1000^o C.

Nu ga ik even fantaseren.
Stel je maakt van zo'n bak basaltgruis op dezelfde manier ook een energiecentrale.
In principe bouw je middenin die boiler een elektrisch verwarmingselement met de bedrading (bijvoorbeeld) aan de onderkant en dan stort je de boel vol met basaltgruis. Een forse boiler kan misschien wel 800 m³ zijn. Dan kan je er volgens mij op de conventionele manier die energiecentrale mee laten draaien.

Als je huisvuil verbrandt dan kan dat proces tussentijds niet gewijzigd worden. Je vult hem met huisvuil, steekt hem aan en wacht tot hij uitgebrand is. Maar zo'n basalt bak houdt over een langere periode warmte vast. Dus kan je naar behoefte warmte aftappen door meer of minder water door het systeem te leiden. 

Ik voorzie wat problemen met onderhoud omdat daarvoor het basalt eruit moet maar dat is ook niet onmogelijk. Als je ooit bij TATA steel (of Arcelor Gent als dat dichterbij is) een grote treinwagon vol vloeibaar ijzer hebt zien rijden weet je dat dat kan.

Het is misschien een rare gedachte om een centrale te hebben waar aan de ene kant elektriciteit ingaat en aan de andere kant nieuw gemaakte elektriciteit uit komt. Maar je kan op dagen dat er veel zon of wind is de productie wat verminderen of zelfs helemaal stilleggen door de waterdoorvoer te reguleren.

Eigenlijk is zo'n basalt accu helemaal niet zo'n gek idee.

Die laatste zin wil ik terugkaatsen als antwoord op de vraag. We willen het probleem in stukjes breken om tot een oplossing te komen. Als we alle problemen tegelijk in één keer willen oplossen raken we allemaal het overzicht kwijt.

Een warmtewisselaar met water kan hier een oplossing zijn: water neemt per kilogram veel warmte op (hoge c_w waarde) en door het vloeibaar zijn kan het ook makkelijk gestuurd worden. Ee3n manier waarop momenteel stoommachines (gasvormig water) en turbines werken. Koud water in heet basalt kan een afvoermechanisme zijn.
Zowel in- als uitvoer is minder dan 100% rendement.

@Hans Hokke: het gaat om een concrete uitvoering van zo'n basaltaccu in ecodorp Boekel (https://www.youtube.com/watch?v=QgQnpEXTpr8&feature=youtu.be). De natuurkunde opgave die aanleiding gaf tot deze discussie verstrekt een aantal nuttige gegevens. Door het basaltblok lopen holle metalen buizen. De buizen worden verhit door er zonnepaneelstroom door te jagen; warmteterugwinning door lucht door de buizen te blazen. Met die hete lucht wordt dan weer water opgewarmd. Piekvermogen van de panelen ligt boven de 200 kW; je vraagt je af of de warmteoverdracht naar het basalt snel genoeg gaat, de integriteit van het buizenstelsel loopt wellicht gevaar. De aansluitkabels zulen wel heel heet worden.. Het efficient verhitten van water met hete lucht lijkt me een hele uitdaging. Verder lekt het hele systeem -accu, boilers en warmtenet- continu, dus ik schat de totale efficiency van het systeem laag in.

- Het is misschien een rare gedachte om een centrale te hebben waar aan de ene kant elektriciteit ingaat en aan de andere kant nieuw gemaakte elektriciteit uit komt

Dus eerst van hoogwaardige elektrische energie laagwaardige warmte-energie maken. En met die warmte via een stoommachine weer elektrische energie maken. Met de opslag verlies je minstens 20% (zie opgave) en met een stoommachine nog eens minstens 50%. Dus je houdt minder dan 30% over. 

Je constatering klopt: elke omzetting gaat met (soms grote) verliezen gepaard. Onze vernuftigheid gaat nog niet zover dat het veel efficienter gebeurt. Elektriciteitsvermogen kun je niet opslaan. Dat moet je omzetten in iets anders (chemische energie in batterijen, warmte in basalt of water). En daarna moet dat anders weer terug naar elektricteit (zoals stoommachines turbines aandrijven).  Als je van 60% rendement uitgaat (hoge schatting) dan is van elke 100% energie die door wind/zon wordt opgewekt aan het einde nog maar 0,6 x 0,6 = 0,36 = 36% over.
De rest is "voor de kat z'n staart" zoals je in Amsterdam zeggen als ze bedoelen "is aan niet nuttige zaken verloren gegaan".

Op deze pagina https://tamtalm.nl/basalt/ wordt de warmtecapaciteit van basalt vergeleken met water. Het valt eigenlijk een beetje tegen. Voor een zinvolle energiecentrale op basalt zal je veel meer nodig hebben dan 800 m³ Volgens die pagina kan je in 800 m³ de opbrengst kwijt van ca 660 zonnpanelen. Voor 1000 zonnepanelen heb je dus 1200 m³ nodig. En dat is maar 100 huishoudens. 

Volgens deze lijst https://nl.wikipedia.org/wiki/Lijst_van_elektriciteitscentrales_in_Nederland heeft een waste-to-energy (wte) centrale een capaciteit van rond 25 MW. Een aardgascentrale zit ergens in de buurt van 400 MW en een kolencentrale rond 1000 MW. Het is jammer dat er niet bij staat hoeveel ketels ze hebben. Een wte centrale van 125 MW heeft misschien wel 5 boilers.
Als tamtalm correct rekent en de warmtecapaciteit van basalt komt voor 1 m³ op 2100 kJ/K dan kan in een effectief bereik van 100-500^o C 400x2100 = 840 MJ worden opgeslagen. Daar zou een kolencentrale dus voor bijna een hele seconde genoeg aan hebben. Als we de basalt accu 1x per jaar op zouden laden en dan de energie gelijkmatig over 24 uur per dag af zouden geven zou dat komen op



give or take
Om 1 25 MW wte centralete vervangen heb je dan



m³ give or take. Zeg een kleine miljoen m³. Dat is een blok van 100x100x100 m

Om en aardgascentrale te vervangen heb je dan zo'n 16 miljoen m³ nodig en voor een kolencentrale 40 miljoen m³ (400x400x250 m). Dat is een flinke berg. Een piramide van 620x620 m en 310 m hoog en dan nog eens 500^o C warm. Onze eigen nationale vulkaan. Ook heb je 33,5 miljoen zonnepanelen nodig van 1,7 m². Dat komt op rond 57 km². Dat is groter dan nationaal park de Hoge Veluwe. Ruimte die we niet meer kunnen gebruiken voor natuur of voedselvoorziening.

mmm. Dat is ongeveer zo dom gemaakt als maar mogelijk is lijkt me. Dat water kan het basalt nooit warmer krijgen dan 100^o C en als het basalt daar in de buurt is komt het water er net zo heet weer uit. Die opmerking over lucht klopt wel. Het is makkelijker om lucht te verwarmen met water dan andersom. Op het eerste gezicht schat ik dat dat geheel nooit warmer wordt dan een graadje of 30. Het warme water is dan nog niet eens lauw en voor verwarming waardeloos. Als ze niet verder gaan dan 100 graden kunnen ze er beter een bak water neerzetten. Die weegt maar 1/3, heeft een veel hogere warmtecapaciteit en geeft zijn warmte ook nog veel makkelijker terug.

Je krijgt het idee dat ze de klimaatproblemen niet echt op willen lossen maar alleen maar mooi weer willen spelen.

Oh wacht ik zag dat verkeerd. Zo'n metalen buis fungeert dan als verwarmingselement. Maar in deze opstelling gaat een deel van de warmte direct al verloren aan de binnenkant van de buis.
Maar ik blijf erbij dat het allemaal niet slim is opgezet.