Browser information:

This website uses CSS3 & HTML5. It is recommended to use a modern browser with at least the following version number:

  • Chrome 29.0
  • Edge 12.0
  • Explorer 11.0
  • Firefox 28.0
  • Safari 9.0
  • Opera 17.0

Problems? please contact me.

In dit boekje maken we verschil tussen twee soorten installaties: met en zonder accu.

Een installatie zonder accu is afhankelijk van de aanwezigheid van het lichtnet. Zonder lichtnet kan zo’n installatie geen stroom leveren. De opgewekte stroom wordt namelijk aan het lichtnet geleverd, ook al wordt deze daarna onmiddellijk thuis verbruikt. Bij uitval van het lichtnet is er -ondanks de zonnepanelen op het dak- geen elektriciteit beschikbaar.

Installaties zonder accu kunnen geen energie opslaan. Daarom wordt de overtollige energie aan het lichtnet geleverd. Men gebruikt zogezegd het lichtnet als zijn accu. De geleverde energie wordt met de energiemaatschappij verrekend in een proces dat salderen heet.

Installaties waar wel een accu aanwezig is zijn complexer omdat er dan ook energieomzetting moet plaatsvinden. Er zijn meer apparaten nodig en de installatie wordt flink duurder. Het voordeel is echter dat ook bij uitval van het lichtnet toch elektriciteit beschikbaar is. Wanneer er voldoende energie wordt opgewekt en opgeslagen dan is men autonoom wat betreft het elektriciteitsverbruik. De vaste lichtnet aansluiting kan dan eventueel zelfs opgezegd worden. Natuurlijk hoeft men niet zover te gaan, er is al heel wat gewonnen indien men een bepaalde tijd van lichtnetuitval kan overbruggen, eventueel op een lager niveau van verbruik. Dit is dan een noodstroominstallatie.

2.1 De verbruikers

Voordat we in de diepte van de zonnestroominstallaties duiken, moeten we aandacht besteden aan de verbruikerskant. Want de alles bepalende factor voor een zonnestroominstallatie is de hoeveelheid energie die nodig is.

Omdat energie uit het lichtnet redelijk goedkoop is, bestaat er normaal gesproken weinig druk om te bezuinigen op het verbruik. Bij de aanschaf van een apparaat geeft vaak de prijs de doorslag en niet het energieverbruik. De energie van een autonome of noodstroominstallatie is echter veel duurder, zo ongeveer een factor 1,5 tot 2. Maar wat nog veel harder aankomt is dat men bij een zonnestroominstallatie het verbruik van de komende 10 of 20 jaar in één keer vooraf betaalt.

In een autonome installatie dwingen deze kosten tot een weloverwogen gebruik van de opgewekte elektriciteit. Het verbruik wordt dan beperkt tot dat wat absoluut noodzakelijk is. Met de nodige veranderingen in leefwijze kan het elektriciteitsverbruik vaak met de helft worden teruggebracht. Dit is vaak een traject en geen omslag die binnen een dag voltrokken kan worden.

Dat men bij de aanschaf van nieuwe apparaten meer op het stroomverbruik let is logisch. Maar het loont ook om bestaande apparaten eens goed te onderzoeken op hun verbruik. Oude apparaten verbruiken soms veel meer dan nieuwere modellen. Het verschil kan zo groot zijn dat het gunstiger is om een apparaat te vervangen dan de installatie te vergroten. Enkele apparaten die men zou moeten onderzoeken op verbruik zijn:

  • Vriezer / Koelkast
  • Centrale verwarming (vooral de pomp)
  • Verlichting
  • Computer
  • Apparaten met stand-by functie (i.e. apparaten die men aan/uit kan zetten via een afstandsbediening)
  • Apparaten met adapters die direct in een stopcontact worden ingestoken

De beste methode om het bestaande energieverbruik te meten is om 20 of 30 euro te investeren in een verbruiksmeter.

2_1-Verbruiksmeter

De verbruiksmeter steekt men in een stopcontact en het te meten apparaat steekt men in de verbruiksmeter. Zo kan in kaart gebracht worden hoeveel energie men nodig heeft. De kosten van de meter zullen vaak binnen een jaar terugverdiend zijn. Zelfs als men geen zonnepaneelinstallatie bouwt.

Er is één klasse van verbruikers die we beter kwijt dan rijk zijn. Dat zijn de verhitters en verwarmers. Een elektrische kookplaat, elektrische oven, elektrische kachels en ook elektrische dekens hebben geen plaats in een autonome- of noodstroominstallatie. Het is veel efficiënter en ecologischer om verhitting en verwarming middels bijvoorbeeld een gasaansluiting te realiseren.

2.2 Zonnepanelen met teruglevering

Dit is de meest voorkomende soort van installatie. Men plaatst een aantal zonnepanelen en levert de opgewekte energie terug aan het lichtnet. Daartoe is niet veel apparatuur nodig. Behalve de zonnepanelen is er nog een netinverter nodig om de gelijkspanning van de zonnepanelen om te zetten in een wisselstroom die aan het lichtnet wordt teruggeleverd.

Het schema is denkbaar eenvoudig:

2_2-Configuratie_met_teruglevering

Het paneel wekt de elektriciteit op, de netinverter zet dit om naar een stroom die aan het lichtnet kan worden geleverd, en de verbruikers worden vanuit het lichtnet gevoed.

Deze installaties kunnen het maximum aan energie uit de panelen halen zolang het lichtnet voorhanden is. Het lichtnet is altijd in staat om de opgewekte stroom af te nemen. Valt het lichtnet uit, dan valt ook de installatie uit. Dit is een beetje wrang: men heeft misschien voldoende capaciteit om zelf in zijn eigen verbruik te voorzien, maar omdat het lichtnet uitgevallen is heeft men geen stroom.

Het doel van dit soort installaties is het terugverdienen van het eigen elektriciteitsverbruik of een deel daarvan. Al moet worden opgemerkt dat dit alleen mogelijk is dankzij de belastingwetgeving. Tegen een normale klassieke energieleverancier die zijn stroom uit kolen, gas of atoom centrales haalt, kan een zonnestroominstallatie niet concurreren.

Terugleveringsinstallaties zijn kant en klaar te verkrijgen en kunnen ook in opdracht geïnstalleerd worden. Om een echt goedkope installatie te verkrijgen zal men echter zelf de panelen en de netinverter moeten uitzoeken en de montage ook zelf doorvoeren. Dit is niet zo moeilijk als het lijkt, al is het monteren van de panelen op een dak niet ieders ding.

Bij tijd en wijle is er ook subsidie verkrijgbaar op de aanschaf. Zowel landelijk als ook provinciaal en gemeentelijk. Het loont zich wellicht om dit na te trekken voordat men zijn keuze maakt. Elke subsidie komt echter met voorwaarden. Zo is er voor provinciale of gemeentelijke subsidie vaak een rekening nodig die aantoont dat de installatie door een professioneel bedrijf is geïnstalleerd. Dan kan het zijn dat zelf doen zonder subsidie goedkoper is dan laten doen met subsidie.

De hoeveelheid energie die men wil opwekken met dit soort installaties is vrij te kiezen. Maar de kosten van de installatie (en eventueel ook het terugleveren) maken het onrendabel om minder dan 500kWh per jaar terug te leveren. Meer terugleveren dan het eigen verbruik is ook onrendabel. Daarbij is te bedenken dat maximaal 5.000kWh eigen verbruik per jaar verrekend mag worden. Ter oriëntatie: om 5.000kWh per jaar zelf op te wekken moet er een totale capaciteit van ca 6.500Wp geïnstalleerd worden. Voordat men tot aanschaf overgaat is het goed om de actuele regels betreffende saldering eens goed te bestuderen. Er zijn verschillende websites waarop dit thema uitgebreid behandeld wordt. Bijvoorbeeld http://www.consuwijzer.nl. Houdt er echter ook rekening mee dat deze regels aan verandering onderhevig zijn.

Wanneer men aangesloten is aan het lichtnet moeten er vaste lasten (aansluitkosten, meter huur en dergelijke) betaald worden. Alleen door (veel) meer te leveren dan zelf te consumeren kan de jaarrekening op nul uitkomen. Financieel voordelig is dat overigens niet omdat de kosten voor de overproductie waarschijnlijk nooit terugverdient zullen worden.

2.3 Zonnepanelen voor autonomie

Ook wel zelfverzorging, off-grid of eiland installaties genoemd. Bij deze installaties is er geen lichtnetaansluiting aanwezig en wordt het volledige elektriciteitsverbruik door eigen productie afgedekt. Behalve zonnepanelen zijn er in deze installatie ook accu’s nodig. Accu’s vervullen een dubbele rol, niet alleen slaan ze energie op voor de nacht, maar ze worden ook gebruikt om tijdelijk meer elektriciteit te kunnen gebruiken dan door de panelen wordt opgewekt. Vaak wordt een autonome installatie nog met andere stroombronnen verrijkt. Met name een kleine benzine- of dieselgenerator kan gezien de kosten erg zinvol zijn.

Het schema voor de autonome installatie is rechttoe rechtaan:

2_3_a-Configuratie_voor_autonomie

Het paneel levert zijn energie aan de acculader. De acculader laadt de accu. De accu houdt de energie vast tot deze benodigd wordt. De omvormer zet de energie uit de accu om in 230V voor de eindgebruikers. Indien er geen 230V-verbruikers zijn dan kan de omvormer ook weggelaten worden. De verbruikers worden dan direct vanuit de accu gevoed. Dit laatste is sowieso de meest efficiënte oplossing.

De beschikbare zonne-energie zal verloren gaan wanneer de accu vol is en er op dat moment geen verbruikers actief zijn. De panelen worden in een autonome installatie dus niet altijd optimaal gebruikt. De kosten van de panelen moeten daarom over minder opgewekte kWh verdeeld worden. Daardoor stijgt de prijs per kWh. Maar het zijn vooral de kosten van de accu’s en de omvormer die een autonome installatie veel duurder maken dan een terugleverinstallatie.

Zodra er accu’s worden gebruikt om energie op te slaan, verlegt het zwaartepunt van de installatie zich onmiddellijk van de zonnepanelen naar de accu’s. De accu’s zijn dan het meest belangrijke onderdeel. In dit boekje zullen we dan ook uitgebreid aandacht aan de accu’s besteden.

Omdat de accu’s zo belangrijk staan, zijn veel acculaders met extra functies uitgerust om de accu’s optimaal te kunnen verzorgen. De acculader wordt daardoor een accu-manager die zowel het laden als het ontladen regelt en meet. Het bovenstaande schema verandert dan als volgt:

2_3_b-Configuratie_voor_autonomie

Natuurlijk kunnen er 1 of 2 verbruikscategorieën ontbreken. Behalve 12V accu’s zijn er ook systemen met 24 of zelfs 48V accu’s.

Alle kleinere verbruikers worden via de acculader met spanning verzorgd. Zo kan de lader de accu ook beschermen tegen kortsluiting en diepontlading. Een nadeel hiervan is dat de acculader ook de maximale stroomopname begrenst. Voor grootverbruikers als bijvoorbeeld een startmotor is dat niet mogelijk. Deze moeten dan toch direct aan de accu worden aangesloten. Een omvormer valt meestal onder de grootverbruikers en wordt daarom direct op de accu aangesloten. De meeste omvormers beveiligen de accu ook tegen diepontlading.

2.4 Zonnepanelen en noodstroom

Een noodstroominstallatie is primair bedoeld om tijdelijk te kunnen voorzien in de elektriciteitsbehoefte. Voor noodstroom zijn zonnepanelen niet geschikt omdat men er niet kan op vertrouwen dat de zon aanwezig zal zijn wanneer de noodstroom nodig is. Noodstroom voor korte overbruggingen is veel goedkoper te realiseren met een accu die vanuit het lichtnet zelf geladen wordt. Het wordt pas interessant om met zonnepanelen te werken indien deze sowieso voorhanden zijn. Bijvoorbeeld omdat men een terugleveringsinstallatie heeft of wenst. In dit geval kunnen de panelen gebruikt worden om de accu’s bij te laden, ook gedurende de uitval van het lichtnet. Zo wordt op zijn minst de overbruggingsperiode verlengt. Ook kan dan met een kleinere accu capaciteit volstaan worden hetgeen een besparing kan opleveren. Goede accu’s zijn duur en elke paar jaar moeten accu’s vervangen worden. Indien de bijlaad capaciteit van de panelen het verbruik kan compenseren is er zelfs sprake van autonomie. Al dan niet op een lager niveau van verbruik.

2.4.1 Geen teruglevering

Noodstroom zonder teruglevering is niet zinvol met zonnepanelen. De kWh-kosten zijn zeer hoog omdat de installatie vrijwel nooit gebruikt wordt. Daarom wordt dit alleen gebruikt voor installaties met een speciale toepassing die de kosten rechtvaardigt.

2.4.2 Teruglevering met korte overbrugging

Voor dit boekje stellen we dat een korte overbrugging maximaal 3 dagen lichtnetuitval betreft. Natuurlijk kan een ieder hiervoor zijn eigen tijdsduur kiezen.

Wanneer men voor een korte overbrugging kiest dan is de goedkoopste oplossing de zonnepanelen en de noodstroomvoorziening te scheiden. De zonnepanelen worden dan gebruikt als in het hoofdstuk 2.2 “Zonnepanelen met teruglevering”. De accu’s van het noodstroomgedeelte worden geladen vanuit het lichtnet.

Het schema is als volgt:

2_4_2-Teruglevering_met_korte_overbrugging

In bovenstaand schema staat de schakelaar bij de verbruikers in de stand “noodstroom”.

Het is in dit geval niet mogelijk om de accu direct te laden met de energie die opgewekt wordt met de zonnepanelen. Dit is het gevolg van de bewuste keuze om slechts een korte uitval van het lichtnet te willen overbruggen.

Het voordeel van dit soort installaties is de eenvoudige opbouw met standaard componenten. Het is door vrijwel iedere doe-het-zelver met een beetje elektrotechniek ervaring te doen. Het kan ook in twee gedeeltes worden opgebouwd. Bijvoorbeeld eerst het noodstroom gedeelte, en daarna de teruglevering.

2.4.3 Teruglevering met langdurige overbrugging

Sinds de eerste uitgave van dit boekje is er een heel goede oplossing gemaakt voor deze situatie. Victron Energy heeft enkele apparaten op een slimme manier met elkaar. Dit hoofdstuk is dan ook geheel herschreven voor deze oplossing. Om niet van 1 leverancier afhankelijk te zijn heb ik de oorspronkelijke tekst ook behouden in hoofdstuk “2.4.3.2 Alternatief”.

2.4.3.1 Beste oplossing

Bij mijn weten heeft Victron Energy de enigste oplossing van dit type commercieel gerealiseerd. Als kanttekening wil ik hierbij vermelden dat ik deze oplossing nog niet in gebruik heb gezien. Het schema is als volgt:

2_4_3_1-Beste_oplossing

De Multiplus (of Quattro) vervult in dit schema meerdere rollen; netinverter, omvormer en zelfs als (tweede) lader. Er zitten in dit systeem dus twee laders, de eerste lader laadt de accu’s vanuit de panelen, en de Multiplus kan de accu’s laden vanuit het lichtnet. De lader die de accu’s vanuit de panelen laadt communiceert met de Multiplus over de laadtoestand van de accu’s. Wanneer de accu’s vol zijn krijgt de Multiplus zo de opdracht om het beschikbare paneel vermogen aan het lichtnet te leveren. Wanneer het lichtnet uitvalt werkt de Multiplus als omvormer. Deze omschakeling gaat snel genoeg zodat de verbruikers hiervan niets merken.

Aangezien de Multiplus geen ingebouwde anti-islanding (zie ook hoofdstuk 12.7) schakeling heeft moet deze als extra apparaat toegevoegd worden.

Bij Victron heet deze oplossing “Hub1”. De informatie hierover is niet zo heel gemakkelijk te vinden en vrij technisch. Mocht men deze oplossing willen installeren, zoek dan ondersteuning van iemand die geschoold is in de Victron apparaten.

2.4.3.2 Alternatief

Wanneer men om de een of andere reden niet met de oplossing uit het vorige hoofdstuk kan werken presenteert dit hoofdstuk een lastiger alternatief.

De beste alternatieve oplossing voor dit type installaties zou als volgt zijn:

2_4_3_2_a-Teruglevering_met_langdurige_overbrugging

De omschakeling van netinverter naar acculader en van lichtnet naar omvormer is tegelijkertijd. Het liefst automatisch en onmerkbaar voor de eindgebruiker.

Het grote probleem met deze installatie zit bij de panelen. Een netinverter heeft graag een hoge spanning terwijl een acculader graag een lage spanning heeft (zie de betreffende hoofdstukken over deze componenten). Voor een netinverter worden de panelen het liefst in serie geschakeld maar voor een acculader het liefst in parallel.

Bij het omschakelen tussen netinverter en lader zouden alle panelen dan opnieuw met elkaar verbonden moeten worden. Wanneer er slechts een paar panelen worden gebruikt is dit nog wel te doen. Bijvoorbeeld via een schakelbord. Maar als men grotere aantallen panelen heeft, dan wordt deze methode onbruikbaar.

Op het internet is te zien dat er veel mensen op het idee komen om de netinverter op een omvormer aan te sluiten zoals in het volgende schema weergegeven:

2_4_3_2_b-Teruglevering_met_langdurige_overbrugging

Dit schema heeft echter het probleem dat een netinverter niet zonder meer op een omvormer kan worden aangesloten. Zie hiertoe hoofdstuk 9 over de netinverter. Het is wel mogelijk, maar technisch nogal lastig. Alleen voorbehouden aan mensen met een degelijke elektrotechnische kennis. Een tweede probleem is dat voorkomen moet worden dat de omvormer stroom gaat leveren aan de lader.

De meest simpele, maar wel dure, oplossing is het om elk paneel van een eigen netinverter te voorzien, en om de panelen parallel te schakelen met diodes. Zoals in het volgende schema weergegeven:

2_4_3_2_c-Teruglevering_met_langdurige_overbrugging

Om het overzichtelijk te houden is het bovenstaande schema iets vereenvoudigd weergeven. Zo staat de “min” aansluiting van de panelen er niet op. Deze vereenvoudiging kan aanleiding geven om te denken dat de netinverters ook samengevoegd kunnen worden in 1 netinverter. Dat is echter niet het geval. Er zou kortsluiting ontstaan bij de aansluiting van de panelen.

De schakelaars S1, S2 en S3 staan alle in de “neutrale” stand. Dat wil zeggen dat de verbruikers worden gevoed vanuit het lichtnet, er wordt geen elektriciteit aan het lichtnet terug geleverd en de accu’s worden niet geladen. Om de accu’s op te laden wordt schakelaar S3 gesloten. Voor teruglevering wordt schakelaar S1 gesloten. De schakelaars S1 en S3 mogen niet tegelijk gesloten zijn. Met schakelaar S2 worden bij lichtnetuitval de verbruikers omgeschakeld naar de noodvoeding.

Het woord schakelaar moet men niet te letterlijk nemen, het zal in vele gevallen ook kunnen door het omsteken van stekkers.

Deze oplossing heeft ook nog andere voordelen: de panelen worden op de meest efficiënte manier gebruikt bij teruglevering. Er is een hoge mate van redundantie en er kunnen micro-inverters zonder elektrolytische condensatoren gebruikt worden met een extreem lange levensduur.

Een nadeel is dat de bedrading van de panelen complexer wordt. Er moet meer geld aan de bekabeling worden uitgegeven. En er moeten vermogensdiodes gebruikt worden.

Om de kosten toch zo laag mogelijk te houden neemt men het best panelen met een zo groot mogelijke capaciteit. Liefst meer dan 220Wp. Indien de acculader het toelaat is het ook mogelijk om setjes van 2 of 3 in serie geschakelde panelen per netinverter te gebruiken. Dit laatste is te zien in bijlage 2.

Wanneer men meer panelen heeft dan er nodig zijn voor het opladen van de accu, dan splitst men de installatie in twee delen: een terugleverinstallatie en een installatie voor langdurige overbrugging. Wel moet men dan de verleiding weerstaan om tijdens een lichtnet uitval de terugleverinstallatie te koppelen met de omvormer. Dit zou waarschijnlijk tot defecten leiden. Zie hoofdstuk 9 over mogelijke problemen met netinverters.

Wanneer men panelen en netinverters op complexere manieren met elkaar gaat verbinden let dan altijd op de galvanische scheiding. Zie hiertoe hoofdstuk 3.9.

Browser information:

This website uses CSS3 & HTML5. It is recommended to use a modern browser with at least the following version number:

  • Chrome 29.0
  • Edge 12.0
  • Explorer 11.0
  • Firefox 28.0
  • Safari 9.0
  • Opera 17.0

Problems? please contact me.