Sinds december 2020 gebruik ik een thuis batterij die de zelf opgewekte zonnestroom moet gaan gebruiken voor eigen verbruik. Het systeem kan daarnaast ook het huis van energie voorzien als de stroom uitvalt. Dat is afgelopen jaar 1x gebeurd en duurde ongeveer 2 uur. Tijdens de bouw van het systeem heb ik besloten om eerst gebruik te maken van een set oude loodbatterijen die ik nog had bewaard na een (mislukt) experiment met elektrisch varen. Lood accu’s zijn niet geschikt voor elektrisch varen vanwege de hoge stromen. Maar voor een stationair opslagsysteem kunnen deze accu’s nog prima werken. En dat bleek in de praktijk ook zo te zijn, al na enkele weken was de conditie behoorlijk verbeterd. Toch is er ook een nadeel aan de loodaccu, het is een chemische fabriek die behoorlijk inefficiënt is vergeleken met Lithium batterijen. Het verlies tijdens het opladen van de accu’s beloopt zo’n 20% tov van 3% bij een Lithium batterij. Gemeten over 7 maanden heb ik bijna 500 kWh verloren door dit omzetttingsproces. Tijd om het systeem te vervangen!

Maar hoe groot moet de batterij dan zijn?

De meest gehanteerde vuistregel is dat de capaciteit van de batterij ongeveer zo groot moet zijn als het dagelijks verbruik in het huishouden gedeeld door de beschikbare capaciteit van de batterij. De capaciteit van een batterij wordt weergegeven in Ah terwijl de laadstatus SoC (State of Charge) de hoogte aangeeft van de laadtoestand. Een SoC van 100% is een volgeladen batterij. Een loodaccu heeft een bruikbare range van 40-100% van de capaciteit (60% dus) waarbij de omzettingsverliezen optreden in het absorptie stadium vanaf 80% SoC, terwijl een Lithium accu een bruikbare range heeft van 10%-95% (85%). Mijn lood accu set bestaat uit 3 parallelle banken van elk 4 accu’s (12 Volt/200Ah) in serie geschakeld (dus 48 Volt en 600Ah totaal). Dat maakt dan weer 48Vx600Ah=28.8 kWh opslagcapaciteit maar hiervan is maar 60% beschikbaar dus netto blijft er 17.3 kWh opslagcapaciteit over.

Mijn gemiddelde dag verbruik is 45 kWh (gemeten tussen 1 januari en 1 augustus) en wordt bepaald door ons all-electric huishouden met warmtepomp, boilers en een elektrische auto. Het netto huishoudverbruik (koken, computers, stereo e.d.) is gemiddeld 12 kWh per dag. Voor het huishoudverbruik zou dit opslagsysteem van 17kWh wel voldoende kunnen zijn. Maar voor het totale gebruik moet de capaciteit eigenlijk 3x zo groot zijn.

Ook de PV opbrengst is bepalend voor de omvang.

Een andere belangrijke factor is natuurlijk de capaciteit van de zonnepanelen. Je kunt immers een heel groot opslagsysteem maken, het moet ook een keer opgeladen worden met je eigen zonnestroom! Mijn gemiddelde dagopbrengst van 1 januari tot 1 augustus is 55 kWh. Ik heb dus meer dan voldoende PV capaciteit, zowel voor het huishouden als voor het huidige opslagsysteem.

Onderstaande grafiek laat duidelijk zien dat er maar een beperkte hoeveelheid van de PV productie wordt opgeslagen in de accu’s (blauwe deel). De accu’s zijn immers snel vol. Het restant van de productie wordt dus naar het grid gestuurd (oranje deel). Met de huidige salderingsregeling is dat kostentechnisch geen probleem maar die fiscale regeling gaat verdwijnen. Enige optimalisatie kan dus geen kwaad. Op basis van de vorige berekening zou een opslagsysteem van 45 kWh voldoende kunnen zijn om gemiddeld genomen dagelijks volgeladen te worden.

Kun je met de batterijen ook het grid ontlasten?

Met de toename van PV panelen op onze woningen, komen de grenzen van het grid in zicht. In mijn meterkast heb ik dit jaar enkele keren een piekspanning gemeten van 248,2 Volt (op fase L1). De andere fases L2 en L3 tonen een lagere piekspanning van 246,9 en 243,7. De laatste L3 geeft aan dat er enige onbalans in mijn straat is. Misschien dat enkele buren de zonnepanelen op een andere fase moeten zetten . Maar dat is niet het antwoord op de gestelde vraag.

In mijn huidige situatie zijn de accu’s rond 11:00 uur alweer vol geladen, net op het moment dat de piekspanning (tot ongeveer 14:00 uur) zich voordoet. Een groter accu pakket kan ervoor zorgen dat ik het netwerk in ieder geval niet overbelast, het laadproces zal immers langer duren. Maar dan ga ik er wel vanuit dat ik de energie ook in de avond en in de nacht heb kunnen gebruiken want anders is de hoeveelheid in te nemen energie laag.

Er is een extra mogelijkheid: ik kan overtollige energie vasthouden in de batterijen en op een later moment terugleveren aan het grid. Ik heb daarmee een paar weken geëxperimenteerd (zie grafiek hierboven) door in de nacht de accu’s zover te ontladen dat er overdag weer voldoende ingenomen kon worden. Zeker in de zomermaanden kan dat een effectieve bijdrage leveren aan het capaciteitsprobleem van het elektriciteitsnetwerk. Op zomerse dagen is mijn opwek gemakkelijk meer dan 100kWh. Ik zou ervoor kunnen kiezen om een deel van die overtollige opgewekte energie op te slaan en in de nacht weer terug te leveren. Hoewel, de enige die daar nu gelukkig van wordt is de netwerkleverancier Liander .

En hoe zit het dan met afrekenen op basis van actuele tarieven?

Precies! Want wat we eigenlijk willen is dat er afgerekend kan worden op basis van vraag en aanbod en dus op basis van de actuele elektriciteitstarieven. Dat kan maar vraagt wat programmeerwerk. In die situatie kun je een dag van tevoren de tarieven opvragen. Als de voorspelde tarieven laag zijn is het financieel niet aantrekkelijk om stroom terug te leveren maar kun j deze wel inkopen. Dus sla je de energie overdag op in de batterijen. En als de tarieven hoog zijn, is het onaantrekkelijk om energie in te kopen en gebruik je je eigen opgeslagen energie of je verkoopt dan je opgeslagen energie.

In de tabel zie je de rode momenten waarop de energieprijzen afgelopen week zo laag waren dat er zelfs een negatieve energieprijs was (veel windenergie!). Ik ga mijn opslagsysteem hiervoor geschikt maken (ik zoek nog een programmeur die wat code kan typen ) en calculeer een extra 25% capaciteit. Hiermee komt mijn gewenste capaciteit op 60kWh aan Lithium batterijen. Dat zijn er 4×16 stuks van elke 3,2Volt/310Ah. Netto blijft hiervan ruim 51-55kWh nuttig bruikbaar. Ik kan dan zelfs energie inkopen tegen negatieve prijzen als de batterijen onvoldoende vol zijn, bijvoorbeeld in het winderige najaar. De loodaccu’s gaan in de verkoop.