12 december 2014

AUTONOME ENERGIEVOORZIENING

Solar-elektrische installaties met lokale energie-opslag. Sommige critici zeggen dat dit economisch in veel gevallen niet rendabel te maken is en het zelfs onduidelijk is of de totale milieubalans wel positief is, terwijl andere zeggen dat dit juist de toekomst zal zijn en de enige wijze om ons energienet op langere termijn in stand en stabiel te houden, met name door de steeds grotere belasting van het net door het gebruik van onder andere elektrische auto’s.
Auteur: Martijn Franke

Off grid

Zelf ben ik momenteel bezig om een volledig autonome, zogenaamde ‘off-grid’, installatie te bouwen voor een vakantiehuisje. Voor mij is het gegeven onafhankelijk te zijn van het elektriciteitsnetwerk en elektriciteitsbedrijven een belangrijke factor om zo’n installatie te willen. Bovendien is het rendement op geld dat je in een PV-installatie steekt veel hoger dan dat op een bankrekening.

Aanpassen van de omgang met elektriciteit

Opslag van (grote hoeveelheden) elektriciteit is momenteel nog een vrij dure aangelegenheid. Voor mijn installatie gebruik ik in eerste instantie 4 accu’s van 12 volt en een capaciteit van 190 Ah. Dit betekent een theoretische opslagcapaciteit van een kleine 10 kWh. Echter accu’s kunnen slecht tegen diepontlading, dus in de praktijk is zo’n 4-5 kWh beschikbaar. De tijd zal uitwijzen of dit voldoende is voor normaal gebruik. Een aantal accu’s bijplaatsen kan altijd nog.

Om zo weinig mogelijk een beroep te hoeven doen op de accucapaciteit is het nodig om de energie met name te gebruiken op het moment dat deze wordt opgewekt. Dat betekent in elk geval dat je gebruik van zaken die veel vermogen verbruiken, zoals wasmachine en afwasmachine, zo plant dat ze overdag draaien als er veel stroom wordt opgewekt. De accucapaciteit kan dan ‘s avonds en ‘s nachts gebruikt worden voor verlichting en het op temperatuur houden van de koelkast.

Warm water

Ook het warme water moet elektrisch worden opgewekt, er is geen gas beschikbaar op de plaats van de installatie en een thermische solarinstallatie is vanwege het vrij geringe ge- en verbruik economisch (nog) niet haalbaar, ondanks het veel hogere rendement dan dat van PV.

Ik heb daarom een elektrische boiler genomen met een dubbele spiraal (Daalderop Duo 50l). Normaal wordt deze soort boilers gebruikt om ‘s nachts met nachtstroom op hoog vermogen bij te warmen en overlag met laag vermogen alleen op temperatuur te houden. Ik wil ‘m juist andersom gebruiken. ‘s Nachts op laag vermogen op temperatuur houden, overdag op hoog vermogen bijwarmen. Ook het gebruik van warm water moet zoveel mogelijk op momenten dat er energie wordt opgewekt: overdag cq. aan het begin van de dag, zodat de accu’s gedurende de dag weer bij kunnen laden cq. de stroom van de PV-panelen daar direct voor gebruikt kan worden.

Het spreekt vanzelf dat zaken die veel gebruiksuren hebben, zoals een koelkast, zo zuinig mogelijk moeten zijn. Bij de koelkast heb ik gekozen voor een A++. Een A+++ zou beter zijn, maar die zijn als inbouwmodel ongeveer twee keer zo duur als een A++.

Bij de verlichting is uiteraard voornamelijk gekozen voor LED, want ook de verlichting wordt logischerwijze gebruikt op het moment dat de zon niet schijnt. De stroom ervoor moet uit de accu’s komen.

De grootste onzekerheid in mijn installatie zit in de ruimteverwarming. Ik heb een lucht-lucht warmtepomp (Samsung, 2,5 kW koelen, 3,5 kW verwarmen) gekozen. De vraag is of de accucapaciteit in de eerste plaats, maar ook de opwekkingscapaciteit op bewolkte dagen, voldoende is om 's ochtends de ruimte voldoende op te warmen. Dit gaan we proefondervindelijk vaststellen.

Regeltechniek

Om de energie zo optimaal mogelijk te gebruiken moeten processen geautomatiseerd worden, zoals bijvoorbeeld het laten bijwarmen van de boiler of het gebruiken van de wasmachine  op momenten dat er ook daadwerkelijk genoeg elektriciteit wordt opgewekt om het vermogen voor het opwarmen te leveren, dus als de zon schijnt. Hiervoor zullen zaken geautomatiseerd moeten worden. Hiervoor ben ik een regelsysteem aan het bouwen. Dit systeem schakelt op basis van de hoeveelheid opgewekte elektriciteit en op basis van ingegeven prioriteiten verbruikers in en uit.

Toekomst

Ik ben er van overtuigd dat in de toekomst, zeker met het dalen van de kosten van batterijopslag, steeds meer (semi-)autonome opwekkingsinstallaties zullen worden gebruikt. Ook het toenemende gebruik van elektrische auto's werkt daar aan mee. Nissan geeft in een reclamespot voor de Leaf ook een inkijkje in de mogelijkheid. In zo'n auto zit een batterij met een nettocapaciteit van zo'n 20 kWh. Die kan prima dienen als (extra) buffer voor een autonome elektrische installatie.

Geen opmerkingen:

Een reactie posten