Door Julien ALLERA, expert in zonne-autonomie.
In deze gids voor zonne-autonomie bespreken we de belangrijkste principes. Loff-grid zonne-autonomie) betekent dat u aan al uw energiebehoeften voldoet met de kracht van de zon – zonder enige hulp van het elektriciteitsnet. Om dit te bereiken is het noodzakelijk om een zonne-energie-installatie te installeren, gekoppeld aan een energieopslagsysteem. Het gebruik van zonnebatterijen is daarom essentieel.
Ooit gezien als een marginaal idee vanwege de omvangrijke en afschrikwekkende kosten, heeft de installatie van een off-grid zonnestelsel zijn populariteit zien toenemen. De vooruitgang in de zonnetechnologie van de afgelopen tien jaar heeft zonne-energieapparatuur efficiënter en goedkoper gemaakt. Dit heeft geleid tot een democratisering van dit soort oplossingen. . Het is nu heel gebruikelijk om bijvoorbeeld landelijke chalets te zien, of zelfs alternatieve habitats (Yurt, Tiny House), volledig aangedreven door off-grid zonne-autonomiesystemen.
Als het idee om een off-grid standalone zonnesysteem aan te schaffen u aanspreekt, bent u bij ons aan het juiste adres. In deze blog geven we u de essentiële informatie over off-grid zelfvoorzieningssystemen op zonne-energie voordat u uw aankoop doet. Wij helpen u bepalen of een dergelijk systeem geschikt is voor uw wensen. Wij proberen u te begeleiden bij het kiezen van het systeem dat perfect aan uw eisen voldoet.
Als het over off-grid autonomie gaat, denken velen alleen aan zonnepanelen, terwijl er in werkelijkheid nog veel meer componenten nodig zijn om een off-grid fotovoltaïsch systeem operationeel te krijgen.
Een compleet off-grid zonnesysteem beschikt over alle apparatuur die nodig is om ter plaatse zonne-energie op te wekken, op te slaan en te leveren. Deze systemen werken zonder verbinding met EDF en staan ook bekend als “autonome zonnesystemen” of soff-grid zonnesystemen.
In tegenstelling tot andere zonne-installaties, zoals het meer gebruikelijke netgekoppelde zonnestelsel, zijn off-grid zelfvoorzieningssystemen op zonne-energie afhankelijk van batterijen om stroom te leveren bij afwezigheid van zonlicht.
Batterijen blijven echter duur – veel duurder dan de zonnepanelen waarmee ze geassocieerd worden. De behoefte aan aanzienlijke batterijopslag maakt deze systemen veel duurder dan netgekoppelde zonnesystemen.
Een van de grootste voordelen van zonne-energie als energiebron is de modulariteit ervan. Inderdaad, een SUNCONNECT 3K-RS-systeem kan bijvoorbeeld worden gemoduleerd in vermogen en capaciteit via de daaropvolgende toevoeging van bijvoorbeeld batterijen en/of panelen:
Hier zijn enkele van de meest voorkomende toepassingen van off-grid zonne-autonomie:
Het is belangrijk op te merken dat een off-grid zonnesysteem soms economisch niet relevant zal zijn. Bijvoorbeeld waar toegang tot energie uit het EDF-netwerk kan worden overwogen. Het gaat hierbij om situaties waarin we bijvoorbeeld een huis in een stedelijke omgeving van stroom willen voorzien. In dit geval is een hybride zonnekit geschikter en kunt u uw eigen verbruik maximaliseren. Bovendien bent u bij een stroomstoring energieonafhankelijk. Maar meestal zijn de aansluitkosten van ENEDIS voor woningen ver van de netwerken exorbitant hoog, en rechtvaardigen ze de investering in autonome zonne-energie ruimschoots!
Voorbeelden (klik op deze link om toegang te krijgen tot de online Excel-calculator) :
Het meest cruciale element bij het ontwerp van een off-grid zonnesysteem is de schatting van de dagelijks benodigde energie in kWh. Voor locaties die op het elektriciteitsnet zijn aangesloten, kunnen nauwkeurige belastingsprofielgegevens worden verkregen door meters te gebruiken om de belastingen rechtstreeks te meten. Voor off-grid of stand-alone systemen: begin altijd met het gebruik van onze off-grid belastingcalculator voor zomer- en winterbehoeften. De belastingstabel helpt ook bij het berekenen van piekbelastingen, vermogensfactoren en de maximale vraag die nodig is om het juiste systeem te dimensioneren. Zorg ervoor dat u onderscheid maakt tussen de begrippen van kW (vermogen) en kWh (energie)!
De batterijcapaciteit wordt gemeten in Ah of Wh. DE Nikkel-ijzer batterijen zijn gedimensioneerd in Ah (om de capaciteit in KwH te verkrijgen, moet u de capaciteit in Ah x de spanning vermenigvuldigen, bijvoorbeeld 200Ahx48V = 9.6 kWh nominale energie), terwijl de capaciteit van de batterijen lithium wordt gemeten in kWh. Er moet rekening worden gehouden met alle verliesfactoren om ervoor te zorgen dat de batterijgrootte voldoende is om aan de belastingen te voldoen, inclusief de belasting maximaal toegestane ontladingsdiepte (DoD), wat ook een impact zal hebben op de levensduur. Houd ook rekening met het batterijtype en de samenstelling ervan, het batterijspanningsbereik, de minimale looptijd (dagen zonder zonlicht) en de maximale oplaadsnelheid van de batterij (C-waarde), zoals later verder in detail wordt uitgelegd.
Het is noodzakelijk om een zonne-installatie van het juiste formaat te hebben om de batterij op te laden terwijl de belastingen van stroom worden voorzien. Om ervoor te zorgen dat de zonne-installatie groot genoeg is, moet u rekening houden met de lokale omstandigheden, waaronder de gemiddelde zonnestraling gedurende het hele jaar (piekzonlichturen), problemen met schaduw, oriëntatie en kantelhoek van het paneel, kabelverliezen en thermische degradatie (verliesfactoren). De PVGIS-ontwerptool voor zonne-energie kan helpen bij het schatten van de zonne-opwekking gedurende het hele jaar, op basis van de oriëntatie en locatie van de panelen.
Zodra de stappen 1 tot en met 3 zijn voltooid, moet u een geschikte inverterlader kiezen, evenals een MPPT-zonnelaadcontroller die past bij de zonne-installatie op basis van de lengte van de panelen en strings, die de spanningsketens zullen bepalen. Gebruik een kettingspanningscalculator om een schatting te maken de maximale en minimale kettingspanningen, die u zullen helpen bij het bepalen van de keuze voor de meest geschikte MPPT-lader (ik heb in dit scenario het voorbeeld van de Victron MPPT-calculator gebruikt). Vervolgens kan de accu-omvormer-lader worden geselecteerd om aan uw continue en piekbelastingsbehoeften te voldoen.
Hiernaast een uittreksel uit een dashboard van het systeem Victron VRM-bewaking. Daar kunnen we gedetailleerde parameters volgen, zoals accuspanning, laadstatus, vermogens en verschillende spanningen, allemaal in realtime.
Historisch gezien werden de meeste batterijomvormers ontworpen om te werken met de algemeen verkrijgbare loodzuurbatterijen (Gel, AGM en OpZ). Loodzuuraccu's zijn groter, zwaarder en kunnen gassen uitstoten die ventilatie vereisen. Ze hebben inherent een beperkte levensduur en tolereren geen misbruik of hanteringsfouten (diepontlading, temperaturen, sulfatering, enz.). Ter vergelijking: lithium-ionbatterijen zijn lichter, compacter, efficiënter en kunnen veilig worden opgeslagen in een afgesloten behuizing, terwijl ze modulair zijn. Veel lithiumbatterijsystemen, zoals die van BYD, Pylontech of TEVOLT, zijn voorzien van geïntegreerde batterijbeheereenheden (BMS), waarvoor een omvormer met compatibele communicatie (CANbus-netwerkprotocol) nodig is om veilig en efficiënt te kunnen werken. We moeten daten enkele honderden lithiumbatterijen ingezet op geïsoleerde locaties met uitstekende feedback en anedoctische uitvalpercentages (ongeveer 1%).
Wat het BMS-beheersysteem betreft, zijn sommige lithiumbatterijen in eigen beheer, bijvoorbeeld de Zenaji Aeon lithiumtitanaatbatterijen.
Voor off-gridsystemen is Nikkel-ijzer Edison-batterijen zijn een uitstekende keuze, gezien hun robuustheid en tolerantie voor misbruik (langdurige diepe ontladingen, temperaturen, enz...). Als ze op de juiste manier worden gedimensioneerd en beheerd, hebben ze een levensduur van tientallen jaren. Een van de grootste voordelen van NiFe-batterijen is dat ze niet uitschakelen bij lage spanning of een lage laadstatus (SOC), in tegenstelling tot moderne lithiumbatterijen. Aan de andere kant, ze vereisen regelmatig onderhoud (driemaandelijkse toevoeging van gedemineraliseerd water).