Waarom investeren in een huishoudbatterij om fotovoltaïsche energie op te slaan?
- Maximaliseer uw zonne-energie, zelfs 's nachts : Met een batterij heeft u de mogelijkheid om overdag geproduceerde zonne-energie op te slaan voor gebruik 's nachts. Dit betekent minder afhankelijkheid van het elektriciteitsnet en dus mogelijk een besparing op uw elektriciteitsrekening.
- Profiteer van variabele prijzen : Prijzen op basis van het tijdstip van consumptie zijn in zwang (en kunnen wijdverspreider worden). Deze tarieven zijn vaak hoger in tijden van grote vraag, meestal in de vroege avond.
- backup : beveilig uw stroomvoorziening in geval van een EDF-uitval: als u de stroom uit het netwerk verliest, kan een huishoudbatterij uw elektriciteitspaneel geheel of gedeeltelijk ondersteunen en zo de continuïteit van de stroomvoorziening naar uw huis garanderen, via de zonnepanelen in dag (of nacht dankzij de batterijen).
Hoe werkt een huishoudbatterij?
Een huishoudbatterij werkt met behulp van een elektrochemisch mechanisme dat energie bespaart. Zie het als een energiesandwich. Aan de ene kant hebben we de anode, aan de andere kant de kathode. In het midden wordt een substantie genaamd elektrolyt gescheiden door isolatiemateriaal.
Om u eraan te herinneren dat de kathode positief is: stel u katten voor, vaak op een positieve manier waargenomen. De anode daarentegen is negatief, een beetje zoals een chagrijnige tante die we tante Annette zouden kunnen noemen.
De elektronen, die een negatieve lading dragen, klonteren samen aan de anode. Ze proberen de kathode te bereiken, wat hun positief geladen tegengestelde is. Maar de elektrolyt in het midden verhindert dat ze rechtstreeks door de batterij gaan.
Door de anode en kathode met een geleider te verbinden, kunnen elektronen er doorheen bewegen. Deze elektronenstroom vormt de elektriciteit die we gebruiken.
Bij oplaadbare batterijen zorgt een externe energiebron ervoor dat de richting van de stroom wordt omgekeerd. Dit helpt deze energie te behouden voor later gebruik.
In een moderne huishoudbatterij van het lithium-ion-type zijn er veel configuraties mogelijk voor de kathodeplaten, anodeplaten en de separator. Meestal zijn ze ontworpen als een rol in metalen cilinders die cellen worden genoemd. Een energieopslagsysteem voor thuis kan duizenden van deze cilindrische cellen bevatten.
Het onderscheid tussen kW en kWh: kracht & energie!
Om de werking van een huishoudelijke batterij te illustreren (of het nu gaat om lithium, nikkel-ijzertechnologie, enz.), kunnen we denken aan water dat in een pijp naar een container stroomt.
Het vermogen (kW) komt overeen met de snelheid waarmee het water in de leiding circuleert, het binnenkomen of verlaten van de container.
Energie (kWh) vertegenwoordigt de hoeveelheid water die de container kan bevatten.
Het is van cruciaal belang om het onderscheid tussen kracht en energie te begrijpen. Dit kan van invloed zijn op uw keuze tussen een geschikte huishoudaccu en een minder efficiënte accu.
Er zijn veel zonnebatterijen verkrijgbaar, die elk een specifieke balans bieden tussen het geleverde vermogen en de opgeslagen energie.
De meeste zonnebatterijen bieden een maximaal continu vermogen van 4 of 5 kW. Mijn batterij bijvoorbeeld Pylontech US5000 levert maximaal 5 kW. Als ik 10 kW vermogen wil, heb ik een tweede batterij nodig.
Het is daarom essentieel om de stroom- en energiebehoeften van uw huis te kennen voordat u een batterij kiest.
Als uw zonnebatterij slechts 3 kW levert en uw huis 5 kW nodig heeft, moet u elektriciteit van het elektriciteitsnet aanvullen. Ik heb thuis bijvoorbeeld een Finse sauna die 7 kW verbruikt. Ik kan hem niet op slechts mijn enkele Pylontech US5000-batterij gebruiken, aangezien deze slechts 5 kW levert. Geen sauna dus tijdens een stroomstoring!
Binnenlandse batterij: Nikkel-IJzer, Lithium, welke technologie moet je kiezen?
Vóór 2015 betekende het installeren van een energieopslagsysteem vaak een zelfvoorzienend leven in een afgelegen gebied.
De toenmalige gangbare technologie was gebaseerd op loodzuur. Deze oplossing vereiste een groot aantal batterijen, doorgaans in een aparte ruimte geplaatst, zoals een schuilplaats, en vereiste constante zorg, verre van het idee van een ‘opzetten en vergeten’-oplossing.
Maar met de opkomst van lithiumtechnologieën hebben ze om verschillende redenen aan kracht gewonnen op de markt voor residentiële energieopslag:
- Ze bieden betere capaciteiten (zowel qua geleverd vermogen als ontladingsdiepte).
- Ze zijn vrijwel onderhoudsvrij.
- Zij profiteren van uitgebreide garanties.
- Ze worden aangeboden tegen aantrekkelijke prijzen.
- Ze zijn compacter en minder omvangrijk.
- Momenteel is dus een groot deel van de zonnebatterijen in woningen afhankelijk van lithium.
Er zijn twee belangrijke varianten van deze technologie: Nikkel Mangaan Kobalt (NMC) en Lithium-ijzerfosfaat (LiFePO). Ter illustratie: TESLA Powerall- of TESVOLT-batterijen zijn gebaseerd op NMC-technologie.
Ondanks de duidelijke voordelen van lithium-ionbatterijen van het LIFEPO4- of NMC-type, zijn nikkel-ijzer- en lithiumtitanaatbatterijen superieur in termen van duurzaamheid en aantal mogelijke cycli:
Voeg een huishoudbatterij toe aan uw fotovoltaïsche installatie: AC versus DC-koppeling?
Batterijen laden en ontladen daarentegen met behulp van gelijkstroom. Dus hoe integreer je thuisbatterijen in een zonnestelsel?
Er zijn hoofdzakelijk twee technieken:
DC-koppeling: Bij deze methode wordt gebruik gemaakt van één ‘hybride omvormer’ die zowel de zonnepanelen als de accu aanstuurt. De rollen van deze omvormer omvatten:
- Het omzetten van DC-elektriciteit uit het zonnestelsel in een vorm van DC die geschikt is voor het opladen van batterijen.
- Het omzetten van de DC-uitgangen van de batterij en zonnepanelen naar de 230 volt AC-stroom die nodig is voor het huis.
- Omzetting van 230 V AC-stroom uit het netwerk naar DC-stroom, waardoor de accu indien nodig rechtstreeks vanuit het netwerk kan worden opgeladen.
Dergelijke hybride omvormers zijn doorgaans volledig geïntegreerd (zonnebeheerfunctie via MPPT en batterijbeheer). Een voorbeeld ist de Fronius GEN24 hybride omvormer:
AC-koppeling:
In dit scenario is een batterijomvormer (type Victron Multiplus) verantwoordelijk voor het omzetten van de kracht van de zonnepanelen in de output van de omvormer voor zonne-energie, om de batterijen op te laden. Er is dus nog een extra stap. Overdag vindt het eigen verbruik rechtstreeks plaats aan de uitgang van de omvormer voor zonne-energie, alleen het overschot wordt opnieuw in de accu's geïnjecteerd voor bijvoorbeeld 's nachts gebruik.
Voor- en nadelen van elke architectuur?
Voordelen van DC-koppeling : Een DC-gekoppeld systeem kent minder tussenstappen. Minder stappen = minder afval = grotere efficiëntie.
Nadelen van DC-koppeling : Batterijen zijn vaak ontworpen om te werken met specifieke hybride omvormers. Een toekomstig innovatief energieopslagproduct is dus mogelijk niet compatibel met de hybride omvormer die u vandaag koopt. Dit is geen probleem als je van plan bent om in één keer een zonne-energie + batterijsysteem aan te schaffen.
Voordelen van AC-koppeling : Het is onafhankelijk van de omvormer voor zonne-energie. U kunt een AC-gekoppelde batterij toevoegen aan elk bestaand zonnestelsel.
Nadelen van AC-koppeling : Bij DC->AC->DC-conversie zijn er meer stappen, waardoor het iets minder efficiënt wordt. Een andere beperking van AC-koppeling betreft de regels met betrekking tot de systeemgrootte. Als u bijvoorbeeld al 5 kW aan zonnepanelen hebt geïnstalleerd, moet u een batterijomvormer (bijvoorbeeld Victron Multiplus) met minstens een gelijkwaardig vermogen installeren om de maatverhouding van 1:1 te respecteren.