Hoe een off-grid zonnestroom systeem plannen

Uit Duurzame Energie Wiki
Share/Save/Bookmark
Ga naar: navigatie, zoeken

Het plannen en aanleggen van een off-grid zonnestroom systeem gaat heel wat anders dan en normaal zonnestroom systeem dat aan het elektriciteitsnet is verbonden. Bij een off-grid zonnestroom systeem is er geen koppeling met het elektriciteitsnet. De opgewekte stroom moet daarom lokaal opgeslagen worden en kan bij een overschot niet teruggeleverd worden.

Andere pagina's over zonnepanelen[bewerken]

Op deze pagina gaat het specifiek over off-grid zonnestroom sytemen, op andere pagina's staat verdere informatie over zonnepanelen:

Off-grid of misschien toch on-grid?[bewerken]

Off-grid zonnestroom systemen zijn veel complexer en duurder dan een on-grid systeem. Off-grid systemen zijn dan ook alleen een goed idee wanneer een aansluiting op het elektriciteitsnet niet aanwezig én niet mogelijk is (of als de aansluiting op het net exorbitant veel kost). Ook vanuit een milieu oogpunt is het beter om aan te sluiten op het elektriciteitsnetwerk, want dit is efficiënter en er is heel wat minder milieubelastende technologie nodig (zoals lood-accu's in het bijzonder, maar eigenlijk alle elektronica in het algemeen). In Nederland komen bijna geen off-grid systemen voor, met uitzondering van aan boord schepen, campers, caravans, etc.

Besparen[bewerken]

Omdat een off-grid systeem relatief duur is, is het nog belangrijker om zo veel mogelijk elektriciteitsverbruik te besparen. Daarnaast kan het een groot voordeel hebben om grootverbruikers van elektriciteit te benutten wanneer de opwek het hoogst is. Bij een off-grid zonnestroomsysteem kan het ook een goed idee zijn om grootverbruikers op een andere bron te laten werken. Denk hierbij vooral aan het opwekken van warmte (voor verwarming en warmwater, maar bijvoorbeeld ook voor koken, afwasmachine en wasmachine). Dit kan met bijvoorbeeld biomassa op een duurzame manier.

Nadenken over de accu's[bewerken]

Als je off-grid wil gaan moet je eerst over accu's na gaan denken. Dat is de eerste stap omdat al je andere componenten daarvan afhankelijk zijn. Het bepaalt namelijk het systeemvoltage. 12V, 24V,48V of zelfs 96V (maar die laatste is wat zeldzamer.) Tevens is je accu moeilijk uit te breiden naderhand. Als je bijv. 12V 120Ah hebt en je blijkt toch meer dan één kWh per dag nodig te hebben, dan kun je niet zomaar even een accu in serie schakelen en naar 24V 120Ah gaan. Dat gaat niet omdat je andere componenten 12V zijn en omdat je eerste accu gebruikt is, dus deels versleten, en daardoor een andere karakteristiek heeft. Parallel schakelen van accu's is ook niet zomaar mogelijk. Daar moet dan een speciale scheiding tussen, zodat de accu's elkaar niet gaan laden en daarmee elkaar ontladen, wat veel verlies geeft. Tevens als je de capaciteit vergroot lopen je stromen op en daarmee de verliezen, dus had je voor een groter systeem misschien liever een hogere spanning gehad.

Accu types[bewerken]

Als je naar accu's kijkt is het belangrijk dat je let op de verschillende type. Koop geen auto-accu's. Die zijn niet gemaakt voor cyclisch gebruik, maar voor kortstondig zeer hoge stromen en niet voor diepe ontlading. Als je deze wel cyclisch gebruikt zullen ze binnen de kortste keren kapot zijn. Kijk naar accu's die speciaal voor cyclisch gebruik zijn. Gel accu's hebben daarbij het voordeel dat ze onderhoudsvrij zijn. Dit betekend dat je het water nooit bij hoeft te (lees: kan) vullen. Wel zo belangrijk voor je vakantiehuisje waar je niet regelmatig genoeg bent om je accu's te onderhouden.

Accu laders[bewerken]

Tevens is hier ook een heel goede lader van belang. Sluit in geen geval de panelen direct op je accu's aan! Als je dit doet zullen je accu's een veel te hoge float spanning krijgen, waardoor er teveel water ontleed. In een normale accu betekend dit dat je vaak bij moet vullen en dat je platen sneller zullen degraderen. In een onderhoudsvrij accu is dit echter nog steeds een probleem, ondanks dat daar een katalysator in zit die het recombineren van de H2 en O2 verzorgt, want als er teveel water ontleed, gaat dit niet snel genoeg en zal er zich druk opbouwen en het overdruk ventiel zich openen (of als er geen overdrukventiel is zal de accu exploderen!).

Dit is zo belangrijk omdat bij afwezigheid of veel zon de accu's vaak lange perioden met de floatspanning geladen worden. Afkoppelen bij vertrek is hiertegen geen oplossing, omdat de accu's dan door zelfontlading verslijten. Let bij de accu capaciteiten ook goed op welke C-rating eraan zit. C is hier capaciteit en daarachter staat dan een getal wat gaat over het aantal uren dat er voor de ontlading is gebruikt. Een accu kan bijvoorbeeld een rating hebben van C5=80Ah, C10=100Ah én C20=120Ah. In 5 uur kan deze accu dus 80Ah leveren, maar met meer geduld kan dezelfde accu bijvoorbeeld in 20 uur 120Ah leveren. Een verkoper zal dus meestal met de hoogste C-rating adverteren, omdat zijn accu dan beter lijkt!

Accu Dimensionering[bewerken]

Het is voor de dimensionering van je accu's heel belangrijk dat je redelijk nauwkeurig je verbruik weet. Daarnaast is het van belang welke bronnen je gebruikt om op te laden. Als je alleen zonnepanelen gebruikt is de kans dat je een paar dagen weinig opbrengst hebt vrij groot. Als je daarentegen ook nog een kleine windmolen hebt, is die kans veel kleiner en hoef je je accu minder groot te kiezen. Als je ook nog een aggregaatje hebt, dan ben je altijd zeker. Je wilt je accu trouwens ook overdimensioneren, omdat het de levensduur bevordert als je accu niet te ver ontladen wordt. 80% ontlading moet de max zijn, maar ga liever niet verder dan 50%, dan gaan je accu's veel langer mee. Dit geldt ook voor deep cycle accu's!

Voor de spanning is het belangrijk om te weten: des te hoger, des te minder verliezen. 12V zou ik alleen gebruiken in de aller kleinste systemen, <2kWh/dag ofzo. Bij grotere verbruiken wordt een 24V systeem al snel interessant.

Je hebt bijna nooit genoeg accu capaciteit. Dus als het kan, koop dan meteen een grote accu, daar heb je lang profijt van. Je zonnepanelen of omvormers kun je naderhand altijd nog makkelijk uitbreiden. Het klinkt misschien wat onduurzaam, maar je kunt in het begin beter een veel te grote accu hebben en je generatortje wat vaker aanzetten om pas later je panelen fatsoenlijk uit te breiden, dan andersom. Andersom gaat veel lastiger namelijk.

Een goede tip is om te zoeken naar gebruikte heftruck accu's. Deze worden normaal afgedankt als ze nog 80% van hun originele capaciteit hebben. Dit is voor heftrucks 'kapot', maar voor jou nog prima bruikbaar, want jij hebt ze toch stationair staan, dus dan maakt het niet uit als ze wat groter zijn. Ze kosten iig veel minder dan nieuwe accu's en het is natuurlijk ook ecologischer om iets her te gebruiken.

Houd er tevens rekening mee dat accu's het minst duurzame onderdeel van je installatie zijn en bij goed onderhoud en gebruik zo'n 8 jaar meegaan.

Opwek[bewerken]

Oké, als je er dan uit bent wat voor accu's je wilt kun je naar de verbruik en opwek kant gaan kijken. Als je met PV opwekt moet je ervan uitgaan dat het verschil tussen winter en zomer grofweg een factor 7 bedraagt. In de zomer dus 7 keer meer opbrengst dan in de winter. Je zult dan uit moeten zoeken wat panelen bij jou in de regio ongeveer opleveren. Houd er ook rekening mee dat je je panelen liever wat overdimensioneerd, want in tegenstelling tot on-grid kun je niet altijd je vermogen kwijt en zul je opbrengst missen ten opzichte van bijvoorbeeld het maandgemiddelde. Stel dat je 2kWh/dag gebruikt en je panelen leveren in de zomer gemiddeld 2kWh/dag op, dan heb je veel te weinig. Dit komt omdat je accu's soms al vol zijn terwijl de zon nog schijnt en je moet er ook nog rekening mee houden dat je verliezen hebt in het omzetten van de stroom, opslaan en weer ontladen en omzetten. Ook wil je overdimensioneren, omdat je op minder zonnige dagen dan toch nog een redelijke opbrengst hebt. Een en ander is natuurlijk afhankelijk van je behoefte, het al dan niet hebben van een back-up systeem en wat gezond verstand.

Tussen je zonnepanelen en accu's zet je dan een laadregelaar. Outback FlexMax zijn veel gebruikt, en niet al te duur. De FM60 en FM80 laden resp. 60A en 80A bij 12V, 24V, 48V en 60V. Hier zie je ook weer het voordeel van een hogere spanning. De outback levert op iedere spanning de gelijke maximum stroom en dus een hoger vermogen op een hogere spanning. Zie hier voor specs:
http://www.outbackpower.com/index.php/outback-products/charge-controllers
Voor kleinere systemen wil je liever naar bijvoorbeeld steca kijken:
http://www.stecasolar.com/index.php?Solar_charge_controllers
En dan het liefst wel een met MPPT, dat verhoogt je output met zo'n 30%.

Voor je omvormers (die dus van je DC uit de accu's wisselstroom maken) kun je bijvoorbeeld naar victron kijken. Nederlands bedrijf en goede producten:
http://www.victronenergy.nl/
Staat ook een leuk e-book over accu's op hun site.

Als je het echt serieus (en duur) aan wilt pakken kun je ook naar de SMA island systemen kijken:
http://www.sma.de/de/produkte/insel-wechselrichter.html