Zelfs in 2022 zal PV-opslag nog steeds het populairste onderwerp zijn. Bovendien is batterijback-up voor thuisgebruik het snelst groeiende segment binnen zonne-energie. Hierdoor ontstaan nieuwe markten en uitbreidingsmogelijkheden voor zonne-energie-aanpassingen voor grote en kleine woningen en bedrijven over de hele wereld.Batterijback-up voor thuisgebruikis cruciaal voor elk zonnehuis, vooral in geval van een storm of andere noodsituatie. In plaats van overtollige zonne-energie terug te leveren aan het net, wat dacht je ervan om deze op te slaan in batterijen voor noodgevallen? Maar hoe kan opgeslagen zonne-energie winstgevend zijn? We informeren u over de kosten en winstgevendheid van een thuisbatterijopslagsysteem en schetsen de belangrijkste punten waar u rekening mee moet houden bij de aanschaf van het juiste opslagsysteem. Wat is een residentieel batterijopslagsysteem? Hoe werkt het? Een batterijopslagsysteem voor thuisgebruik of een fotovoltaïsch opslagsysteem is een nuttige aanvulling op het fotovoltaïsche systeem om te profiteren van de voordelen van een zonnesysteem en zal een steeds belangrijkere rol spelen in de versnelling van de vervanging van fossiele brandstoffen door hernieuwbare energie. De thuisbatterij slaat de door zonne-energie opgewekte elektriciteit op en levert deze op het gewenste moment aan de gebruiker. Noodstroom met een batterij is een milieuvriendelijk en kosteneffectief alternatief voor gasgeneratoren. Wie zelf elektriciteit opwekt met een fotovoltaïsch systeem, loopt al snel tegen de grenzen aan. 's Middags levert het systeem volop zonne-energie, maar dan is er niemand thuis om er gebruik van te maken. 's Avonds daarentegen is er volop elektriciteit nodig – maar dan schijnt de zon niet meer. Om dit tekort te compenseren, wordt de aanzienlijk duurdere elektriciteit ingekocht bij de netbeheerder. 
In deze situatie is een noodstroomvoorziening voor thuisgebruik vrijwel onvermijdelijk. Dit betekent dat de niet-gebruikte elektriciteit van overdag 's avonds en 's nachts beschikbaar is. Zelf opgewekte elektriciteit is dus 24 uur per dag en ongeacht het weer beschikbaar. Zo wordt het gebruik van zelf opgewekte zonne-energie verhoogd tot wel 80%. De zelfvoorzieningsgraad, oftewel het aandeel van het elektriciteitsverbruik dat door het zonnesysteem wordt gedekt, loopt op tot wel 60%. Een noodstroombatterij voor thuisgebruik is veel kleiner dan een koelkast en kan aan de muur in de bijkeuken worden gemonteerd. Moderne opslagsystemen bevatten veel intelligentie die weersvoorspellingen en zelflerende algoritmen kan gebruiken om het huishouden te optimaliseren voor maximaal eigen verbruik. Energieonafhankelijkheid bereiken was nog nooit zo eenvoudig – zelfs als de woning aangesloten blijft op het elektriciteitsnet. Zijn thuisbatterijopslagsystemen de moeite waard? Welke factoren spelen hierbij een rol? Batterijopslag voor thuisgebruik is noodzakelijk om een huis op zonne-energie te laten functioneren tijdens stroomuitval en werkt zeker ook 's avonds. Zonnebatterijen verbeteren echter ook de bedrijfseconomie van het systeem door zonne-energie op te slaan die anders met verlies aan het net zou worden teruggeleverd, om die elektriciteit op bepaalde momenten opnieuw in te zetten wanneer de stroom het duurst is. Batterijopslag voor thuisgebruik beschermt de eigenaar van zonnepanelen tegen stroomuitval en beschermt de bedrijfseconomie van het systeem tegen veranderingen in energieprijssystemen. Of het de moeite waard is om erin te investeren, hangt van verschillende factoren af: Hoogte van de investeringskosten. Hoe lager de kosten per kilowattuur aan capaciteit, hoe sneller het opslagsysteem zichzelf terugverdient. Levensduur van dezonne-thuisbatterij Een fabrieksgarantie van 10 jaar is gebruikelijk in de branche. Er wordt echter uitgegaan van een langere levensduur. De meeste thuisbatterijen met lithium-iontechnologie werken minstens 20 jaar betrouwbaar. Aandeel zelfverbruikte elektriciteit Hoe meer zonne-energieopslag het eigen verbruik verhoogt, hoe waarschijnlijker het is dat het de moeite waard is. Kosten van elektriciteit bij aankoop van het net Wanneer de elektriciteitsprijzen hoog zijn, besparen eigenaren van fotovoltaïsche systemen door de zelf opgewekte elektriciteit te verbruiken. De verwachting is dat de elektriciteitsprijzen de komende jaren verder zullen stijgen, waardoor velen zonnebatterijen als een verstandige investering beschouwen. Netgekoppelde tarieven Hoe minder eigenaren van zonne-energiesystemen per kilowattuur ontvangen, hoe meer het hen loont om de elektriciteit op te slaan in plaats van deze aan het net te leveren. De tarieven voor netgekoppelde systemen zijn de afgelopen 20 jaar gestaag gedaald en zullen dat blijven doen. Welke soorten thuisbatterij-energieopslagsystemen zijn er beschikbaar?? Back-upbatterijsystemen voor thuisgebruik bieden talloze voordelen, waaronder veerkracht, kostenbesparing en decentrale elektriciteitsproductie (ook wel bekend als "thuisgedistribueerde energiesystemen"). Welke categorieën zonnebatterijen voor thuisgebruik zijn er? Hoe moeten we kiezen? Functionele classificatie op basis van back-upfunctie: 1. UPS-voeding voor thuis Dit is een industriële service voor noodstroom die ziekenhuizen, datacenters, de federale overheid of militaire markten doorgaans nodig hebben voor de continue werking van hun essentiële en gevoelige apparaten. Met een UPS-voeding voor thuis hoeft de verlichting in huis niet eens te knipperen als het elektriciteitsnet uitvalt. De meeste huishoudens hebben deze mate van betrouwbaarheid niet nodig en zijn ook niet van plan ervoor te betalen – tenzij er cruciale medische apparatuur in huis is. 2. 'Onderbreekbare' stroomvoorziening (back-up voor het hele huis). De volgende stap na een UPS is wat we 'interruptible power supply' (IPS) noemen. Een IPS zorgt ervoor dat je hele huis op zonne-energie en batterijen kan blijven draaien als het elektriciteitsnet uitvalt, maar je zult wel een korte periode (een paar seconden) ervaren waarin alles in huis zwart of grijs wordt omdat het back-upsysteem de apparatuur binnenkomt. Je moet misschien je knipperende elektronische klokken resetten, maar verder kun je al je huishoudelijke apparaten gebruiken zoals je dat normaal zou doen, zolang je batterijen meegaan. 3. Noodstroomvoorziening (gedeeltelijke back-up). Sommige noodstroomfuncties werken door een noodstroomcircuit te activeren wanneer het detecteert dat het elektriciteitsnet is uitgevallen. Hierdoor kunnen de apparaten die op dit circuit zijn aangesloten – meestal koelkasten, lampen en een paar stopcontacten – de batterijen en/of zonnepanelen blijven gebruiken gedurende de periode dat de stroom uitvalt. Dit type noodstroom is waarschijnlijk een van de meest populaire, betaalbare en budgetvriendelijke opties voor huishoudens wereldwijd, omdat een heel huis op een accubank draait, waardoor deze snel leeg raakt. 4. Gedeeltelijk off-grid zonne- en opslagsysteem. Een laatste optie die wellicht in het oog springt, is een 'gedeeltelijk off-grid systeem'. Met een gedeeltelijk off-grid systeem is het concept om een speciaal 'off-grid' gedeelte van het huis te creëren, dat continu werkt op een zonne-energiesysteem en een batterijsysteem dat groot genoeg is om zichzelf te onderhouden zonder stroom van het net te halen. Op deze manier blijven noodzakelijke huishoudelijke apparaten (koelkasten, verlichting, enz.) aan, zelfs als het net uitvalt, zonder enige verstoring. Bovendien, omdat de zonne-energie en batterijen zo zijn gedimensioneerd dat ze altijd zelfstandig kunnen werken zonder netstroom, is er geen noodzaak om stroomverbruik te verdelen, tenzij er extra apparaten op het off-grid circuit worden aangesloten. Classificatie van batterijchemietechnologie: Loodzuuraccu's als noodstroomvoorziening voor thuisgebruik 
Loodzuuraccu'sZijn de oudste oplaadbare batterijen en de goedkoopste batterijen die op de markt verkrijgbaar zijn voor energieopslag. Ze verschenen aan het begin van de vorige eeuw, in de jaren 1900, en zijn tot op de dag van vandaag de meest gebruikte batterijen in veel toepassingen vanwege hun robuustheid en lage kosten. De grootste nadelen van loodzuuraccu's zijn hun lage energiedichtheid (ze zijn zwaar en omvangrijk) en hun korte levensduur. Ze accepteren geen groot aantal laad- en ontlaadcycli. Daarnaast hebben loodzuuraccu's regelmatig onderhoud nodig om de chemische samenstelling van de accu in balans te houden. De eigenschappen van loodzuuraccu's maken ze daarom ongeschikt voor middelhoge tot hoge frequentie ontladingen of toepassingen die 10 jaar of langer duren. Ze hebben ook het nadeel van een geringe ontladingsdiepte, die doorgaans beperkt is tot 80% in extreme gevallen of 20% bij normaal gebruik, wat zorgt voor een langere levensduur. Te ver ontladen tast de elektroden van de batterij aan, waardoor deze minder energie kan opslaan en de levensduur wordt verkort. Loodzuuraccu's vereisen een voortdurend behoud van hun laadtoestand en moeten altijd in hun maximale laadtoestand worden opgeslagen met behulp van de flotatietechniek (behoud van de lading met een kleine elektrische stroom, voldoende om het zelfontladingseffect op te heffen). Deze batterijen zijn verkrijgbaar in verschillende uitvoeringen. De meest voorkomende zijn geventileerde batterijen, die gebruikmaken van vloeibare elektrolyt, klepgereguleerde gelbatterijen (VRLA) en batterijen met elektrolyt ingebed in een glasvezelmat (ook wel AGM genoemd – Absorbent Glass Mat), die tussenliggende prestaties en lagere kosten hebben in vergelijking met gelbatterijen. Klepgeregelde batterijen zijn praktisch gesloten, wat lekkage en uitdroging van de elektrolyt voorkomt. De klep zorgt voor de afvoer van gassen bij overladen. Sommige loodzuuraccu's zijn ontwikkeld voor stationaire industriële toepassingen en kunnen langere ontladingscycli aan. Er is ook een modernere versie, de lood-koolstofaccu. Aan de elektroden worden koolstofhoudende materialen toegevoegd die zorgen voor hogere laad- en ontlaadstromen, een hogere energiedichtheid en een langere levensduur. Een voordeel van loodaccu's (in welke variant dan ook) is dat ze geen geavanceerd laadbeheersysteem nodig hebben (zoals lithiumaccu's, waar we later meer over zullen lezen). Loodaccu's vatten veel minder snel vlam en exploderen bij overladen, omdat hun elektrolyt niet ontvlambaar is, zoals lithiumaccu's. Licht overladen is bovendien niet gevaarlijk bij dit soort accu's. Sommige laadregelaars hebben zelfs een equalizerfunctie die de accu of accubank licht overlaadt, waardoor alle accu's de volledig geladen toestand bereiken. Tijdens het egalisatieproces wordt de spanning van de accu's die uiteindelijk volledig opgeladen zijn vóór de andere accu's licht verhoogd, zonder risico, terwijl de stroom normaal door de serieschakeling van elementen vloeit. Op deze manier kunnen we stellen dat loodaccu's het vermogen hebben om op natuurlijke wijze te egaliseren en dat kleine onevenwichtigheden tussen de accu's van een accu of tussen de accu's van een accubank geen risico opleveren. Prestatie:Het rendement van loodzuuraccu's is veel lager dan dat van lithiumaccu's. Hoewel het rendement afhankelijk is van de laadsnelheid, wordt doorgaans uitgegaan van een retourrendement van 85%. Opslagcapaciteit:Loodzuuraccu's zijn verkrijgbaar in verschillende spanningen en groottes, maar wegen 2 tot 3 keer meer per kWh dan lithium-ijzerfosfaat, afhankelijk van de kwaliteit van de accu. Batterijkosten:Loodzuuraccu's zijn 75% goedkoper dan lithium-ijzerfosfaataccu's, maar laat u niet misleiden door de lage prijs. Deze accu's kunnen niet snel worden opgeladen of ontladen, hebben een veel kortere levensduur, beschikken niet over een beschermend batterijbeheersysteem en vereisen mogelijk ook wekelijks onderhoud. Dit resulteert in hogere totale kosten per cyclus dan redelijk is om de energiekosten te verlagen of zware apparaten te ondersteunen. Lithiumbatterijen als reservebatterij voor thuisgebruik 
De commercieel meest succesvolle batterijen zijn momenteel lithium-ionbatterijen. Nadat lithium-iontechnologie is toegepast in draagbare elektronische apparaten, heeft het zijn intrede gedaan in industriële toepassingen, energiesystemen, fotovoltaïsche energieopslag en elektrische voertuigen. Lithium-ionbatterijenpresteren op veel vlakken beter dan veel andere soorten oplaadbare batterijen, waaronder energieopslagcapaciteit, aantal bedrijfscycli, laadsnelheid en kosteneffectiviteit. Momenteel is de enige uitdaging de veiligheid: brandbare elektrolyten kunnen bij hoge temperaturen vlam vatten, wat het gebruik van elektronische regel- en bewakingssystemen vereist. Lithium is het lichtste metaal van alle metalen, heeft het hoogste elektrochemische potentieel en biedt hogere volumetrische en massa-energiedichtheden dan andere bekende batterijtechnologieën. Dankzij de lithium-iontechnologie is het mogelijk geworden om energieopslagsystemen te gebruiken, die vooral samenhangen met intermitterende hernieuwbare energiebronnen (zon en wind). Ook is de populariteit van elektrische voertuigen hierdoor toegenomen. Lithium-ionbatterijen die worden gebruikt in energiesystemen en elektrische voertuigen zijn van het vloeibare type. Deze batterijen hebben de traditionele structuur van een elektrochemische batterij, met twee elektroden ondergedompeld in een vloeibare elektrolytoplossing. Separatoren (poreuze isolatiematerialen) worden gebruikt om de elektroden mechanisch te scheiden, terwijl de ionen vrij door de vloeibare elektrolyt kunnen bewegen. De belangrijkste eigenschap van een elektrolyt is dat het ionenstroom (gevormd door ionen, atomen met een teveel of tekort aan elektronen) geleidt, terwijl elektronen niet doorgelaten worden (zoals gebeurt in geleidende materialen). De uitwisseling van ionen tussen positieve en negatieve elektroden vormt de basis voor de werking van elektrochemische batterijen. Het onderzoek naar lithiumbatterijen gaat terug tot de jaren 70. Rond de jaren 90 werd de technologie volwassen en voor het eerst commercieel gebruikt. Lithium-polymeerbatterijen (met polymeerelektrolyten) worden nu gebruikt in telefoons, computers en diverse mobiele apparaten met een batterij, ter vervanging van oudere nikkel-cadmiumbatterijen. Het grootste probleem hiervan is het "geheugeneffect", dat de opslagcapaciteit geleidelijk vermindert wanneer de batterij wordt opgeladen voordat deze volledig ontladen is. Vergeleken met oudere nikkel-cadmium-accu's, vooral loodaccu's, hebben lithium-ion-accu's een hogere energiedichtheid (slaan meer energie op per volume), een lagere zelfontladingscoëfficiënt en kunnen ze meer laad- en ontlaadcycli aan, wat een lange levensduur betekent. Rond het begin van de jaren 2000 begonnen lithiumbatterijen te worden gebruikt in de auto-industrie. Rond 2010 kregen lithium-ionbatterijen steeds meer interesse in de opslag van elektrische energie in residentiële toepassingen engrootschalige ESS-systemen (Energy Storage System), voornamelijk door het toegenomen gebruik van energiebronnen wereldwijd. Intermitterende hernieuwbare energie (zon en wind). Lithium-ionbatterijen kunnen verschillende prestaties, levensduur en kosten hebben, afhankelijk van hoe ze worden geproduceerd. Er zijn verschillende materialen voorgesteld, voornamelijk voor elektroden. Normaal gesproken bestaat een lithiumbatterij uit een metalen elektrode op basis van lithium die de positieve pool van de batterij vormt en een koolstof (grafiet) elektrode die de negatieve pool vormt. Afhankelijk van de gebruikte technologie kunnen lithiumelektroden verschillende structuren hebben. De meest gebruikte materialen voor de productie van lithiumbatterijen en de belangrijkste kenmerken van deze batterijen zijn als volgt: Lithium- en kobaltoxiden (LCO):Hoge specifieke energie (Wh/kg), goede opslagcapaciteit en bevredigende levensduur (aantal cycli), geschikt voor elektronische apparaten, nadeel is specifiek vermogen (W/kg) Klein, waardoor de laad- en lossnelheid wordt verlaagd; Lithium- en mangaanoxiden (LMO):maken hoge laad- en ontlaadstromen mogelijk met een lage specifieke energie (Wh/kg), waardoor de opslagcapaciteit wordt verminderd; Lithium, nikkel, mangaan en kobalt (NMC):Combineert de eigenschappen van LCO- en LMO-batterijen. Bovendien helpt de aanwezigheid van nikkel in de samenstelling de specifieke energie te verhogen, wat zorgt voor een grotere opslagcapaciteit. Nikkel, mangaan en kobalt kunnen in verschillende verhoudingen worden gebruikt (ter ondersteuning van de een of de ander), afhankelijk van het type toepassing. Al met al resulteert deze combinatie in een batterij met goede prestaties, een goede opslagcapaciteit, een lange levensduur en lage kosten. Lithium, nikkel, mangaan en kobalt (NMC):Combineert de eigenschappen van LCO- en LMO-batterijen. Bovendien helpt de aanwezigheid van nikkel in de samenstelling de specifieke energie te verhogen, wat zorgt voor een grotere opslagcapaciteit. Nikkel, mangaan en kobalt kunnen in verschillende verhoudingen worden gebruikt, afhankelijk van het type toepassing (om de ene of de andere eigenschap te bevoordelen). Over het algemeen resulteert deze combinatie in een batterij met goede prestaties, een goede opslagcapaciteit, een lange levensduur en een gematigde prijs. Dit type batterij wordt veel gebruikt in elektrische voertuigen en is ook geschikt voor stationaire energieopslagsystemen; Lithium-ijzerfosfaat (LFP):De LFP-combinatie biedt batterijen met goede dynamische prestaties (laad- en ontlaadsnelheid), een langere levensduur en verhoogde veiligheid dankzij de goede thermische stabiliteit. De afwezigheid van nikkel en kobalt in de samenstelling verlaagt de kosten en verhoogt de beschikbaarheid van deze batterijen voor massaproductie. Hoewel de opslagcapaciteit niet de hoogste is, is deze door fabrikanten van elektrische voertuigen en energieopslagsystemen geadopteerd vanwege de vele gunstige eigenschappen, met name de lage kosten en de goede robuustheid. Lithium en titanium (LTO):De naam verwijst naar batterijen waarbij titanium en lithium in één van de elektroden aanwezig zijn, ter vervanging van koolstof, terwijl de tweede elektrode dezelfde is als in één van de andere typen (zoals NMC – lithium, mangaan en kobalt). Ondanks de lage specifieke energie (wat zich vertaalt in een verminderde opslagcapaciteit), biedt deze combinatie goede dynamische prestaties, een goede veiligheid en een aanzienlijk langere levensduur. Batterijen van dit type kunnen meer dan 10.000 bedrijfscycli aan bij een ontladingsdiepte van 100%, terwijl andere typen lithiumbatterijen ongeveer 2.000 cycli aankunnen. LiFePO4-accu's presteren beter dan loodzuuraccu's dankzij een extreem hoge cyclusstabiliteit, maximale energiedichtheid en minimaal gewicht. Als de accu regelmatig wordt ontladen vanaf 50% DOD en vervolgens volledig wordt opgeladen, kan de LiFePO4-accu tot 6500 laadcycli aan. De extra investering loont dus op de lange termijn en de prijs-prestatieverhouding blijft onverslaanbaar. Ze zijn de beste keuze voor continu gebruik als zonnebatterij. Prestatie:Het opladen en ontladen van de batterij heeft een totale cycluseffectiviteit van 98% en het opladen en ontladen duurt in tijdsbestekken van minder dan 2 uur - en nog sneller voor een kortere levensduur. Opslagcapaciteit:een lithium-ijzerfosfaat-accupakket kan meer dan 18 kWh leveren, wat minder ruimte inneemt en minder weegt dan een loodzuuraccu met dezelfde capaciteit. Batterijkosten:Lithium-ijzerfosfaat is doorgaans duurder dan loodzuuraccu's, maar heeft doorgaans lagere cycluskosten als gevolg van een langere levensduur.
Nieuws
