Off-grid prefabwoningen: de systemen die je echt nodig hebt

11 minutes read

Voor kopers die een prefabwoning zonder aansluiting op het elektriciteitsnet overwegen, is de belangrijke vraag niet wat ‘off-grid’ precies inhoudt, maar hoe de verschillende systemen in de praktijk op elkaar aansluiten.

Elektriciteit, water, afvalwater, verwarming en koken moeten allemaal worden meegenomen in één geïntegreerd ontwerp. Elk systeem heeft zijn eigen kosten, onderhoudsvereisten en beperkingen, en keuzes die op het ene gebied worden gemaakt, hebben vaak gevolgen voor een ander gebied. Een warmtepomp kan bijvoorbeeld de afhankelijkheid van aangevoerde brandstof verminderen, maar zorgt ook voor een hogere vraag naar elektriciteit en heeft daardoor invloed op de omvang van de zonnepanelen en de batterijopslag.

De meest succesvolle off-grid woningen zijn meestal die waarbij deze systemen vanaf het begin samen worden gepland, in plaats van dat ze later afzonderlijk worden toegevoegd.

Elektriciteit: de omvang van zonne-energie en batterijopslag moet op elkaar worden afgestemd

Zonnepanelen in combinatie met een accuopslagsysteem vormen het standaarduitgangspunt voor de meeste prefabwoningen die niet op het elektriciteitsnet zijn aangesloten.

Het zonnepaneel bepaalt hoeveel elektriciteit het huis kan opwekken, terwijl de accu’s bepalen hoe lang die elektriciteit beschikbaar blijft wanneer de opbrengst van de zonnepanelen afneemt. Dit onderscheid is van belang omdat een systeem dat onder heldere zomerse omstandigheden prima presteert, zich tijdens een reeks opeenvolgende bewolkte dagen in de winter heel anders kan gedragen.

Vraag bij het vergelijken van systemen naar de batterijcapaciteit in kWh, en niet alleen naar het geïnstalleerde zonne-vermogen in kW.

Het ontwerp moet bovendien worden gebaseerd op lokale omstandigheden in plaats van op algemene aannames. De opbrengst van zonne-energie varieert sterk afhankelijk van de breedtegraad, de oriëntatie, schaduwvorming en het klimaat; daarom moet de capaciteit van het systeem worden afgestemd op de periodes waarin de opbrengst realistisch gezien het laagst is, en niet alleen op de jaargemiddelden.

De vraag van huishoudens is net zo belangrijk. Koken, warm water, verwarming, airconditioning, apparatuur voor thuiswerken en het opladen van elektrische voertuigen kunnen allemaal een aanzienlijke belasting vormen voor een elektriciteitssysteem dat niet op het net is aangesloten.

Een noodgenerator kan daarom nog steeds zinvol zijn, met name op locaties waar de zonne-energieopbrengst in de winter laag is of waar de weersomstandigheden onvoorspelbaar zijn. Het wordt misschien maar zelden gebruikt, maar het biedt een vangnet voor het geval het batterijniveau te ver daalt tijdens een langere periode waarin er weinig zonne-energie wordt opgewekt.

Kleine windturbines worden soms meegeleverd in off-grid-pakketten, hoewel ze alleen zinvol zijn op locaties met constant gunstige windomstandigheden. Op woonwijkniveau kunnen onderhoudskosten, trillingen en geluidsoverlast zwaarder wegen dan de extra opgewekte elektriciteit, als de locatie niet bijzonder geschikt is voor windenergie.

De belangrijkste vraag is niet hoeveel elektriciteit je op een goede dag kunt opwekken, maar hoe lang het huis kan functioneren als de omstandigheden slecht zijn.

Vragen die je jezelf kunt stellen

• Wordt het huis fulltime bewoond of slechts af en toe?
• Zullen verwarming, warm water en koken allemaal op elektriciteit draaien?
• Bent u van plan om thuis een elektrische auto op te laden?
• Hoeveel autonomie wil je tijdens een aantal dagen met een lage zonne-energieopbrengst?

Water: de aanvoer, opslag en filtering zijn drie afzonderlijke problemen

Watervoorziening buiten het openbare leidingnet is doorgaans afkomstig uit één of een combinatie van drie bronnen: een geboorde put, opgevangen regenwater of aangevoerd water.

Een put kan de meest betrouwbare oplossing op lange termijn zijn, mits de geologische omstandigheden en de vergunningsregels dit toelaten, maar de boorkosten en de diepte van het grondwater lopen van locatie tot locatie enorm uiteen.

Door de klimaatverandering wordt de beschikbaarheid van grondwater in sommige regio’s ook minder voorspelbaar. Langdurige droogtes en veranderende neerslagpatronen hebben gevolgen voor gebieden waar in het verleden zelden watertekorten voorkwamen, wat betekent dat eerdere lokale ervaringen niet langer altijd een garantie vormen voor de beschikbaarheid van water in de toekomst.

Om deze reden is het raadzaam om een lokale hydrogeologische beoordeling uit te voeren voordat men ervan uitgaat dat een put het hele jaar door voldoende water zal opleveren.

Het opvangen van regenwater is een andere veelgebruikte oplossing en laat zich bijzonder goed integreren in de prefab-bouw, omdat het opvangsysteem vanaf het begin kan worden meegenomen in het ontwerp van het dak en de afwatering.

Het dak is echter slechts het eerste onderdeel van het systeem.

Je hebt ook voldoende opslagcapaciteit nodig om de droogste periode van het jaar te overbruggen. Alleen de jaarlijkse neerslagcijfers kunnen misleidend zijn, omdat twee plaatsen met dezelfde totale neerslag deze gedurende het jaar heel verschillend kunnen ervaren.

Een grote opslagtank kan daarom belangrijker zijn dan een groot opvanggebied in gebieden waar de regenval zich concentreert in relatief korte periodes.

Ook drinkwater moet op de juiste wijze worden gefilterd en gezuiverd. Afhankelijk van de lokale voorschriften en de waterkwaliteit kan dit onder meer bestaan uit sedimentfiltratie, actieve-koolfiltratie en UV-desinfectie.

Door grijswater te recyclen kan het verbruik nog verder worden teruggedrongen, doordat water uit douches of wastafels wordt hergebruikt voor bijvoorbeeld het doorspoelen van toiletten of irrigatie. Het kan de druk op de hoofdwatervoorziening verlichten, hoewel het de noodzaak van een betrouwbare primaire bron niet wegneemt.

Bij watervoorziening zonder aansluiting op het openbare leidingnet is de jaarlijkse neerslag minder van belang dan de vraag of je voorraad voldoende is om de droogste weken van het jaar door te komen.

Een handige manier om het systeem te bekijken, is door het op te splitsen in drie afzonderlijke vragen:

• Bron: waar komt het water vandaan?
• Voorraad: hoe lang kan het huishouden het volhouden zonder nieuwe aanvoer?
• Behandeling: wat is er nodig om dat water geschikt te maken voor het beoogde gebruik?

Afvalwater: septische systemen, zuiveringsinstallaties en alternatieve toiletten

Zonder aansluiting op het gemeentelijke rioolnetwerk moet het afvalwater direct op het eigen terrein worden afgevoerd.

Een septic tank met een afvoerveld blijft een van de meest gangbare oplossingen. Het is algemeen bekend, relatief eenvoudig en geschikt voor veel locaties op het platteland, mits de bodem- en grondwateromstandigheden dit toelaten.

Vaak is het infiltratieveld de beperkende factor, en niet de tank zelf. De doorlatendheid van de bodem, het grondwaterpeil, de grootte van het perceel en de afstand tot waterputten of perceelgrenzen kunnen bepalen of een conventionele septische installatie haalbaar is.

Bij sommige projecten wordt in plaats daarvan gebruikgemaakt van compacte afvalwaterzuiveringsinstallaties. Deze systemen zuiveren afvalwater tot een hogere kwaliteit voordat het wordt geloosd en kunnen nuttig zijn op plaatsen waar conventionele afwateringsmogelijkheden beperkt zijn, hoewel ze doorgaans elektriciteit, service en regelmatig onderhoud vereisen.

Composttoiletten zijn een andere optie, met name voor hutten, tiny houses en woningen met weinig bewoners. Ze zorgen voor een aanzienlijke vermindering van het waterverbruik en kunnen zwartwater volledig uit de afvalwaterstroom verwijderen.

Ze vergen echter meer inzet van de bewoners en zijn mogelijk niet geschikt voor elk huishouden of elk lokaal regelgevingskader.

De planning van de afvalwaterafvoer moet daarom beginnen bij het terrein, en niet bij de woning. Het is veel eenvoudiger om het ontwerp aan te passen aan bekende bodemomstandigheden dan om na de aankoop van de woning te ontdekken dat het gewenste afvalwatersysteem niet kan worden geïnstalleerd.

Vragen die je jezelf kunt stellen

• Is de bodem daadwerkelijk onderzocht?
• Hoe hoog ligt het grondwaterpeil?
• Is er voldoende ruimte voor de benodigde afvoer of zuiveringsinstallatie?
• Welk onderhoud zal het systeem in de komende 10 of 20 jaar nodig hebben?

Verwarming en koken: begin bij de gebouwschil

Bij een huis dat niet op het elektriciteitsnet is aangesloten, is de gebouwschil zelf een van de belangrijkste energiesystemen.

Goede isolatie, een luchtdichte constructie, hoogwaardige ramen en een zorgvuldige beheersing van koudebruggen zorgen ervoor dat het gebouw minder verwarming en koeling nodig heeft. Dit kan de omvang en de kosten van de systemen die nodig zijn om een aangename binnentemperatuur te handhaven, aanzienlijk verminderen.

Dit is een van de gebieden waarop prefab-bouw bijzonder goed tot zijn recht kan komen. In de fabriek vervaardigde wand- en dakconstructies kunnen zorgen voor een consistente isolatie en luchtdichtheid, mits ze op de juiste wijze zijn ontworpen en vervaardigd door de fabrikant.

Voordat u het over verwarmingsinstallaties gaat hebben, vraag dan eerst naar de thermische prestaties van de muren, het dak, de vloer en de ramen.

Een zeer energiezuinig gebouw kan volstaan met een relatief kleine warmtepomp, een houtkachel of een ander compact Verwarmingssysteem. Een slecht geïsoleerde woning kan het hele jaar door aanzienlijk meer elektriciteit of brandstof verbruiken.

Warmtepompen komen steeds vaker voor in off-grid woningen, met name in mildere klimaten en in goed geïsoleerde gebouwen. Hun efficiëntie kan ze aantrekkelijk maken, maar bij het berekenen van de opbrengst van zonne-energie en de batterijcapaciteit moet rekening worden gehouden met hun stroomverbruik.

Houtkachels blijven een van de eenvoudigste verwarmingsopties voor afgelegen gebieden, vooral waar brandhout gemakkelijk verkrijgbaar is. Ze vereisen brandstofopslag, regelmatig onderhoud en fysieke handelingen, maar ze kunnen voor verwarming zorgen zonder dat dit een aanzienlijke toename van het elektriciteitsverbruik met zich meebrengt.

LPG of propaan is een andere veelgebruikte optie voor verwarming, warm water of koken. Het voorkomt dat men voor alle huishoudelijke functies afhankelijk is van het elektriciteitsnet, hoewel er nog steeds periodieke brandstofleveringen nodig zijn.

Ook de keuzes op het gebied van koken zijn belangrijker dan in een woning die op het elektriciteitsnet is aangesloten. Inductiekoken is efficiënt, maar zorgt op korte termijn voor een relatief hoge belasting van het elektriciteitsnet. Koken op gas vermindert die belasting, maar zorgt wel voor een extra brandstofvoorziening.

Er is geen oplossing die voor iedereen de juiste is. De beste combinatie hangt af van het klimaat, het aantal bewoners, de beschikbaarheid van brandstof en de mate van elektrische autonomie die de eigenaar wenst.

In een off-grid woning is het vaak goedkoper om het verbruik te verminderen dan om de stroomvoorziening uit te breiden.

Daarom is de gebouwschil een van de eerste zaken die onderzocht moeten worden, en geen bijzaak.

Opslag en redundantie zijn net zo belangrijk als opwekking

Bij een off-grid-ontwerp draait het in wezen om het omgaan met periodes waarin hulpbronnen tijdelijk schaars zijn.

• Wat elektriciteit betreft, gaat het om de accucapaciteit.
• Voor water betekent dit de inhoud van de tank.
• Voor verwarmingsbrandstof betekent dit opslag.

Het systeem mag niet worden ontworpen op basis van een typische zonnige dag of een maand met gemiddelde neerslag. Het moet worden afgestemd op periodes waarin de omstandigheden minder gunstig zijn.

Dat betekent niet per se dat elk onderdeel drastisch te groot moet worden gedimensioneerd. Het betekent dat je moet begrijpen waar redundantie het meest waardevol is.

Een relatief goedkope noodgenerator kan voor meer veerkracht zorgen dan het aanleggen van een zeer groot accupark. Een extra watertank kan meer zekerheid bieden dan het vergroten van het opvangoppervlak op het dak. Een houtkachel kan als reserveverwarming dienen, zelfs als het huis normaal gesproken op een warmtepomp draait.

Het doel is niet alleen onafhankelijkheid, maar ook veerkracht.

De vraag van huishoudens moet realistisch zijn

Een van de fouten die je het gemakkelijkst maakt bij het ontwerpen van een Off-grid woning, is dat je onderschat hoeveel elektriciteit en water het huishouden daadwerkelijk zal verbruiken.

Het verschil tussen een hut met een laag energieverbruik en een permanent bewoonde gezinswoning is aanzienlijk.

Airconditioning, elektrisch koken, wasmachines, wasdrogers, computers, pompen en elektrische voertuigen kunnen de vraag naar elektriciteit snel doen stijgen.

Het waterverbruik varieert ook sterk, afhankelijk van het aantal bewoners, het douchen, huishoudelijke apparaten, tuinonderhoud en levensstijl.

Bij het ontwerp moet men daarom uitgaan van een schatting van de dagelijkse vraag, in plaats van van een standaarduitrusting.

Het is ook verstandig om rekening te houden met toekomstige veranderingen. Een woning die is ontworpen voor twee personen kan later plaats bieden aan een gezin, extra apparaten of een elektrische auto.

Het inbouwen van wat reservecapaciteit in het systeem kan aanzienlijk eenvoudiger zijn dan het uitbreiden van de opslag of opwekking nadat het huis is opgeleverd.

Vragen die je jezelf kunt stellen

• Hoeveel mensen zullen het huis over vijf jaar realistisch gezien gebruiken?
• Zou de vraag naar elektriciteit later kunnen toenemen?
• Is het systeem afgestemd op de huidige gewoonten of op die van de toekomst?
• Welke diensten zou u als essentieel beschouwen tijdens een langdurige stroomstoring of tekort?

Vragen die u moet stellen voordat u een prefab Off-grid woning koopt

Bij het bespreken van een off-grid-pakket met een fabrikant

Sharing is caring!