Hoe wordt jouw huis gasloos?

Elektriciteit opwekken is heel belangrijk voor de energie transitie. We zullen immers moeten omschakelen van gas naar een andere energiedrager. En elektriciteit is dan een voor de hand liggende methode. Net als warmte trouwens, warmte afkomstig van industrieën of uit de aardbodem die vervolgens via een transportleiding kan worden vervoerd naar woningen. Maar hoe heb ik mijn huis gasloos gekregen? Read More

Onze zonnepanelen versie 4

Het eerste zonnepanelen project dat wij hebben gestart, stamt al uit 2008. Na een aantal maanden vergelijksmateriaal bestudeerd te hebben, besloot ik tot een bestelling van 20 Sharp panelen. Deze panelen hadden een kleinere maatvoering (100×130) dan tegenwoordig. Maar voor ons dak bleek dat verstandiger vanwege de vele dakramen die erin zitten. Met de kleinere maat kon ik dan een mooier sluitend geheel ontwerpen.

Dimensionering omvormer

Bij de 1^e opdrachtverstrekking heb ik er uiteindelijk voor gekozen om 2 omvormers te kopen in plaats van 1. De theorie die ik daarbij heb gebruikt is de volgende;

Een omvormer die een kleiner vermogen heeft dan de totale hoeveelheid van de panelen, zal op zonnige dagen op zijn piekvermogen moeten draaien. De omvormer is een brok elektronica en elektronica heeft de vervelende eigenschap dat de technische eigenschappen van de componenten sterker verouderen bij zware belasting. Deze gaat namelijk gepaard met sterke warmteontwikkeling. De omvormer die mij eerst werd aanbevolen was een enkel-fase 3.3kW omvormer, terwijl de maximale opbrengst van de panelen 3.4kW kon bedragen. De dimensionering is dan 103%. Door te kiezen voor 2 omvormers van elke 2.2kW (totaal dus 4.4) is de dimensionering 85%. Een lagere dimensionering zal de levensduur van de omvormer verlengen. Een nadeel is dat de omvormers in de ochtend iets later zullen opstarten en in de avond iets eerder zullen stoppen. Er treedt dus een klein verlies op.

Zonnepanelen tip

Ik adviseer altijd goed te kijken naar de dimensionering en vooral aan de veilige kant te gaan zitten als de panelen oriëntatie zuid is. Dan is de belasting immers maximaal. Bij een Oost-West positionering kun je een kleinere omvormer nemen maar niet meer dan 110% dimensionering. Anders zal de omvormer toch weer sneller stuk gaan.

Groeien in stappen

In de tabel kun je alle gegevens van de verschillende projecten teruglezen. Bij de aanschafprijzen moet je je realiseren dat hierbij geen installatiekosten zijn opgenomen. Ik heb alles zelf aangelegd. Voor een volledig beeld zou je circa € 2.500 aan extra kosten voor de installatie moeten meetellen.

Als je besluit om in stappen te groeien, realiseer je dan dat je bij een latere uitbreiding altijd te maken krijgt met nieuwe en dus andere panelen. Er zal altijd kleurverschil zijn, soms zelf verschil in uitvoering. Dat is echt iets om rekening mee te houden!

De aanleg van veld 3 betrof totaal 2 x 6 panelen, verdeeld over twee daken met 2 losse omvormers. Bij de aanleg van veld 4 zijn de 2 dakvlakken samengevoegd tot één en zijn 4 extra panelen in Westelijke richting geplaatst. De twee losse omvormers zijn vervangen door één SolarEdge omvormer met Power Optimizers. Dit is voordeliger dan losse omvormers voor elke oriëntatie en het bleek dat er in voor- en najaar nogal wat schaduw van het huis van de buren ontstond. De Power Optimizers van SolarEdge lossen het schaduw probleem op.

De financiële opbrengst van zonnepanelen

Ik heb de opbrengst van alle zonnevelden afzonderlijk bijgehouden. Voor de SDE-subsidie van Veld-1 is er zelfs een aparte verplichte opbrengstmeter geïnstalleerd die jaarlijks door Liander wordt uitgelezen.

Voor de berekening van de financiële opbrengsten is gemakshalve gerekend met een tarief van € 0,20 per kWh.

* gemeten tot 13 oktober 2018, nu al een topjaar dus.

Totaal is er dus al ruim 69 MW elektrische energie opgewekt sinds 2012, goed voor ongeveer € 13.850 aan besparingen. Samen met de subsidies is dit ruim voldoende om de investeringen nu al terugverdiend te hebben. Laat de zon maar schijnen! De komende 15-20 jaar zullen deze panelen voor gratis energie zorgen.

Rendement kWp/jaar/kWh

Op basis van het geïnstalleerd vermogen en het opgewekt vermogen is het rendement van de zonnepanelen 10.500/11.600=97%. En dat is zeer goed. Overigens zie je in de tabel dat de eerste jaren dit rendement fors lager lag, circa 80%. Dit werd veroorzaakt door schaduw van een boom. Deze boom is daarna teruggesnoeid. Dat is wel iets om in de gaten te houden! Daarom ook de keuze voor een SolarEdge ontwerp voor de velden 3 en 4.

Salderen en winterverbruik

Zoals je wel zult begrijpen wordt onze volledige jaaropbrengst van circa 11.500 kWh gesaldeerd met het verbruik. Het overschot aan opbrengst in de zomer terug geleverd aan het net en wordt gecorrigeerd met het hoge verbruik in de winter. Als de salderingsregeling in 2021 of 2023 wordt vervangen zal ik meer gebruik moeten gaan maken van de slimme meters die ik heb geplaatst. Deze zullen er dan voor moeten zorgen dat de overdag opgewekte stroom zo efficiënt mogelijk voor eigen gebruik wordt toegepast. Bijvoorbeeld door het laadproces van de auto of de boot, maar ook de warmtepomp, de vaatwasser en wasmachine vooral overdag te laten draaien. Hierover meer in een volgende blog.

Het is in Nederland helaas ondenkbaar dat je met zonnepanelen op je eigen dak voldoende energie kunt opwekken om in de winter een warmtepomp aan te drijven. Ter illustratie; op een gemiddelde winterdag is de opbrengst slechts 15% van de piek WP (11.630), dus circa 1.750 Wp. Dat is onvoldoende voor de warmtepomp (2.350 Wp verbruik). Daarnaast is het aantal zonuren per dag, als het al zonnig is, zeer beperkt en levert nooit meer dan maximaal 5 uur instraling per dag in december en januari. Je zult dus altijd een netaansluiting nodig hebben!

De Energie Transitie in ons huis

In een serie nieuwe blogs zal ik het ontwerp en de keuzes toelichten die wij gemaakt hebben om ons huis aardgasvrij en energieneutraal te krijgen. In het artikel “Eén jaar aardgas vrij” heb je misschien al iets gelezen over de achterliggende motivatie en de verschillende stappen. Nu zal ik wat gedetailleerder uitleggen wat we hebben gedaan en wat de voor- en nadelen zijn geweest en welke investeringen we hebben gemaakt om het een en ander mogelijk te maken. Read More

Van het gas af: project tuinhuis

Een aardgasloos tuinhuis

Onze hoofdwoning draait al een tijdje zonder gas-cv. En sinds er ook een warmtepomp in gebruik genomen is, werd het tijd om ook het tuinhuis gasloos te maken. Read More

De Cecilia vaart vanaf nu op Lithium accu’s. Eindelijk.

In januari 2017 (!!) schreef ik mijn laatste blog over de accu problemen. De kwaliteit van de AGM lood accu’s was zo slecht dat deze vervangen moesten worden. En na een grondige analyse (lees die laatste blog) was er maar één alternatief: een Lithium accu. Read More

Praktijkervaringen met Victron omvormers voor Elektrisch Varen

Mijn sleepboot van 22 ton is uitgerust met een industriële draaistroommotor die op krachtstroom (380 Volt wisselspanning) draait. Daarmee is mijn gekozen concept van elektrisch varen afwijkend van andere projecten waarbij er over het algemeen gekozen wordt voor een gelijkstroommotor. Bijvoorbeeld een Brushless DC-motor die direct via een motorcontroller aan een 48-96 volt accu is gekoppeld of een DC controller die via accu’s een AC inductiemotor aanstuurt waarbij de spanningen wel tot honderden Volts kunnen oplopen, net zoals in een elektrische auto.

De reden om te kiezen voor een industrie draaistroommotor heb ik in een ander artikel toegelicht. Om dit type motor via een frequentie regelaar te kunnen laten draaien, is dus een 3-fase krachtbron noodzakelijk. Dat kan via een krachtige 3-fase generator of via een aantal omvormers van Victron die speciaal worden geschakeld in een 3-fase setup. Dit laatste heb ik gedaan met behulp van 3 stuks Victron Quattro’s 5000 die samen maximaal 12 kW energie kunnen leveren via accu’s of in een hybride setup samen met de generator (theoretisch) tot 48 kW kan leveren. Vanaf het moment van bouwen heb ik veel kennis opgedaan van de Victron’s en dan met name van de enorme hoeveelheid instellingen die je kunt verrichten. In dit artikel behandel ik de belangrijkste omdat deze van toepassing kunnen zijn bij gelijksoortige projecten. Maak er gebruik van zou ik zeggen.

Victron Software tools

Er zijn twee mogelijkheden om de Victron’s te configureren; VE.bus System Configurator verbonden met een USB-adapter aan de Ve.bus of dezelfde tool via VE Power Setup met behulp van een Internet verbinding via een Victron CCGX. Gebruik altijd de directe USB (COM) verbinding en niet de remote verbinding. Hoewel de remote verbinding via VRM ook de VE.bus System Configurator opstart, blijkt met name de 3-fase configuratie setup niet geheel hetzelfde resultaat op te leveren.

Met name de 2^e AC input wordt via de remote VRM setup altijd op ‘Switch as group’ ingesteld. Dat is handig voor de generator maar niet altijd noodzakelijk voor de wal aansluiting. Want die wil je misschien wisselend in 1-fase of in 3 fase kunnen aansluiten. Vink deze optie voor Input 2 dus uit zodat je zowel 3-fase als 1-fase kunt laden.

TIP: gebruik altijd VE.bus System Configurator verbonden met een USB-adapter.

TIP: schakel AC Input 2 switch as group uit om zowel 3-fase als 1-fase walstroom te kunnen gebruiken.

Firmware Victron Quattro en Current Boost factor

Voor de Victron’s zijn er twee soorten Firmware via Victron te verkrijgen: met of zonder Assistants. In principe kun je zonder de Assistants uit te voeten, tenzij je een speciaal BMS voor Lithium accu’s van plan bent te gebruiken. De Generator Start/Stop functionaliteit (zie verderop) heb je niet nodig als Assistent. En experimenteer nooit met Assistents want ze laten software sporen achter waar je later last van kunt hebben. Die sporen kun je alleen wissen door een nieuwe Firmware installatie uit te voeren.

Firmware versie 26xx159 was de versie die met mijn Quattro’s was uitgerust. Hier heb ik een aardige tijd mee gevaren maar met name op vol vermogen stopten de omvormers ermee. Er is één parameter die hiervoor verantwoordelijk is: Power Assist Current Boost Factor. De waarde van deze parameter kan in de oude firmware tussen 1.0 en 3.0 ingesteld worden en bepaald de hoeveelheid stroom (current) die door de inverter wordt toegevoegd aan de stroom die afkomstig is van de generator.
Als ik op full power wil varen heb ik 37kW nodig, ofwel 37.000/400 (Volt) = 93A. De maximale stroom die de generator kan leveren is 65A, ik kom dus 32A tekort. De inverter zal dus via Power Assist stroom moeten bijleveren en gebruikt hiervoor de Current Boost Factor parameter om te bepalen hoeveel stroom dat is: AC1 Input Current Limit (= max gen current, = 65A) en vermenigvuldigt dit met de factor (minimaal 1, maximaal 3). Dus bij factor 1 zou de inverter dan ook 65A moeten leveren. En dat kan natuurlijk niet want de inverter kan maximaal 4kW = 20A leveren. Het resultaat is dat de inverter overbelast wordt en zichzelf uitschakelt.

Een lagere waarde dan 1.0 voor Assist Current Boost Factor kan pas vanaf firmware 26xx4xx ingesteld worden. De te kiezen waarde is afhankelijk van de maximale generator stroom en de zwaarte van de omvormers. Vermoedelijk redeneerde Victron bij de oude firmware nog vanuit het gegeven dat iedereen met een generator werkt die kleiner is dan de omvormers. Maar met elektrisch varen in een hybride systeem is dat dus juist niet het geval. In mijn geval werkt de situatie het beste met een waarde van 0.3. In de praktijk betekent dit dat maximaal 0.3*65A = 20A bijgeleverd kan worden. Dat is haalbaar voor maximaal 30 seconden en voldoet om snelle belastingen op te vangen. En voor full power kan continue 10-15A bijgeleverd worden aan de generator, genoeg om 48kW voorstuwingsvermogen te leveren (afgeregeld op 37kW maximaal)

TIP: gebruik Firmware versie 26x4xx als de generator stroom > is dan de maximale stroom van de inverter.

Victron functies die je niet moet gebruiken

Er zijn ook functies die handig lijken maar die je juist niet moet gebruiken. De belangrijkste is de UPS Function. Deze moet je ten allen tijden uitschakelen. Ook de Virtual Switch (VS) houd ik uitgeschakeld. De belangrijkste functie die VS kan leveren is het automatisch aan- en uitschakelen van de generator. Dit laat ik uitvoeren door de Victron CCGX. De paramaters die je in de CCGX kunt instellen zijn veel uitgebreider. Er is bovendien een risico bij besturing van de generator via de Victron omvormers. Als de omvormers uitgeschakeld worden door een ernstige fout, zou dit tot gevolg kunnen hebben dat ook de aansturing van de generator wegvalt en je dus stroomloos wordt. De CCGX is in mijn situatie dus een extra beveiliging. Bovendien kun je op de CCGX instellen dat een reset of powerdown van de CCGX zelf geen gevolg heeft voor de generator autostart functie. En daarnaast heb ik ook nog eens ingesteld op de generator dat een autostop functie via een timer van 180 seconden werkt.

TIP: gebruik de CCGX Genset Auto Start/Stop functie ipv de Virtual Switch of Assistents functie.

TIP: Schakel UPS functie UIT.

Geen verschillende spanningsgroepen meten met CCGX

De omvormers draaien op 48 Volt maar ik heb ook een 24 volt systeem in gebruik waarop de gehele automatisering, boordlichten, marifoon, koelkast en diverse pompen draaien. Het 24 Volt systeem is geheel gescheiden en heeft daarom eigen accu’s, een eigen oplader, een eigen batterij management systeem en kabelsysteem. En ik heb 2 zonnepanelen op het dak liggen die de 24 Volt accu’s opgeladen houden. Daarvoor wordt een Victron MPPT lader gebruikt en deze heeft een VE.direct interface die je direct op de CCGX kunt aansluiten en kunt monitoren. Dat werkt maar geeft een verwarrend plaatje op het scherm omdat de CCGX denkt dat de MPPT lader de primaire (48Volt) accu laadt. Maar dit levert ook regelmatig een error #6 waardoor het gehele Victron systeem uitvalt en herstart moet worden.

Dit probleem doet zich voor als het 48 Volt systeem in de absorptie fase zit terwijl de 24 Volt zonnelader schakelt naar Float. Dan raakt de VE.Bus in de stress en schakelt alles af. Je kunt een herstart dan alleen uitvoeren door alle omvormers via de hardware schakelaars uit te zetten en na enkele seconden weer aan te schakelen. Een software reset helpt dus niet. Error #6 is niet gedocumenteerd. Ik kon de oorzaak alleen achterhalen door nauwgezet de logfiles via de VRM portal te analyseren.

TIP: koppel geen verschillende boardnetten via één Victron CCGX VE.Direct interface maar gebruik hiervoor individuele CCGX netwerken. Of beperk je tot het primaire systeem.

Wil je meer weten over Victron Energy producten? Kijk dan ook eens op de website van Hetslimmehuis.

Lithium Accu’s

Ik heb eindelijk nieuwe Lithium accu’s besteld ter vervanging van de AGM lood accu’s. Dat zal tot gevolg hebben dat de laadkarakteristieken van de Victron laders aangepast moeten worden. De ACES Lithium accu’s hebben een eigen ingebouwd BMS dus ik hoef geen gebruik te maken van een extern BMS of van Temperatuur sensor/Spanning sensor van Victron. Hierover zal ik een apart blog artikel schrijven met mijn bevindingen. Ik hoop dat de nieuwe accu’s begin juli binnen komen maar zal daarna nog wel enkele weken bezig zijn met inbouw omdat ik hiervoor verschillende aanpassingen moet verrichten in de boot. Wordt weer vervolgd…….