Doorzoek de community

Onderdeel van de complete PV installatie is een gedeelte dat off-grid draait. Ik heb de installatie eigenhandig aangelegd in de zomer van 2016 en dat was – mede door gebrekkige documentatie – best pionieren. Inmiddels draait de installatie drieënhalf jaar, en praktisch probleemloos. Wat doet de installatie? In een notendop: een mini-energie centrale die volledig autonoom opereert. Maar, in geval van energie-overschot wél kan terugleveren en de enkele keer dat de zon het wel lang laat afweten, het 230V grid onderbrekingsvrij bijschakelt (om te voorkomen dat je met een aggregaat moet werken). Een van de gebouwen wordt via deze installatie volledig voorzien van stroom. En in de zomermaanden levert de installatie de stroom voor de waterpomp die de moestuin bewaterd. Hoeveel vermogen levert de installatie? De omvormer levert perfecte 230V / 50Hz stroom over één fase, maximaal ruim 20A continu (5kW), waarbij pieken tot 10kW geen probleem zijn. Voldoende voor een klein huishouden zonder grootverbruikers als warmtepompen of inductieplaten. Uit welke onderdelen bestaat de installatie? Buiten het kleinmateriaal, wordt het hart van de installatie gevormd door vier apparaten en 15 zonnepanelen: Victron Color Control GX (contoller en display) Victron MultiPlus 48/5000/70-100 (omvormer en lader) Victron BlueSolar Charger MPPT 150/100 (zonnepaneel laadregelaar) LG Chem Resu 6.4 (thuisbatterij, ruim 6kWh met batterij management systeem) De drie Victron apparaten worden ook gecombineerd in één kast uitgeleverd: de EasySolar 48/5000 (link naar datasheet) De PV installatie bestaat uit 15 monokristallijne SolarWatt panelen van 280Wp, verdeeld over 5 parallelle strengen van 3 panelen. Wat kost(te) het? Inmiddels zijn de prijzen gedaald, maar in 2016 waren de prijzen: Victron Easysolar € 2.250 LG Chem accu € 3.340 SolarWatt panelen € 3.060 Kleinmateriaal heb ik niet meer helemaal scherp, maar PV bevestigingsmateriaal, DC-lastscheiders, 6mm2 draad/MC4 connectoren, en BMS met shunt zal rond de € 1.000 zijn geweest. De totale installatie is onder de 10K gebleven (exclusief BTW). Wat is er anders aan een normale (SolarEdge) installatie? De installatie is totaal anders van opzet. De energie van de zonnepanelen wordt niet omgezet naar 230V, maar naar een juiste laadstroom voor de accu (ca. 48-52V gelijkstroom) Deze panelen zijn dus niet gekoppeld aan een omvormer maar aan een Victron Bluesolar MPPT laadcontroller 150V/100A die met een Victron Multiplus omvormer/lader een 48V Li-Ion accu laadt. Als de accu volgeladen is, wordt het surplus teruggegeven aan het grid dat dan via een relais wordt bijgeschakeld. Als er geen lichtnet beschikbaar is, wordt de laadstroom van de panelen automatisch teruggebracht tot de actuele stroombehoefte. Daarnaast loopt het aansluitschema heel anders dan bij SolarEdge. De MPPT’s mogen nooit meer dan 150V ontvangen. De maximale spanning die een 280Wp paneel levert is ca. 40V (open circuit voltage), dus er kunnen niet meer dan 3 panelen in serie worden geschakeld. Met 15 panelen krijgt je 5 parallelle strings van 3 panelen, wat op een koude, zonnige voorjaardag goed is voor: 3 panelen per string = 3 x 32.5V * 8.5A = 800W (afgerond) 5 parallelle strings = 5 x 800W = 4.000W Het is wel van belang om je te realiseren dat het uitschakelen van de hoofdaansluiting niet leidt tot het afschakelen stroomvoorziening achter de Victron installatie. Deze moet apart spanningsvrij worden gemaakt op de Multiplus. De proef op de som Afbeelding 1: In 2019 is 15% van de energie afkomstig geweest via het grid (lichtnet). De jaren hiervoor 14%, waarmee een autarkiegraad van 85% is behaald. Het zou lager kunnen liggen, maar dan moet je bewuster omgaan met stroom op de donkere dagen. De uptime van het systeem is meer dan 99,98% (downtime is enkele minuten geweest). Afbeelding 2: grote verschillen in opbrengst over de maanden van het jaar. Rood is teruggeleverde energie (als de accu vol zat), blauw is zonne-energie die direct de accu in is gegaan, en geel direct verbruik. Afbeelding 3: montage op het platte dak. Afbeelding 4: opengewerkte kast van de Easysolar. Met name het koppelen van de LG Chem accu was destijds niet/nauwelijks gedocumenteerd en lastig. Afbeelding 5: hier komen alle draadjes bij elkaar.. Afbeelding 6: gedeelte van factuur LG Chem. Deze batterij heeft 15 garantie. De degradatie wordt bijgehouden en is nu - meer dan 3 jaar later - minder dan 3%. Afbeelding 7: complete set op minder dan 0,5m2

Het eerste kwartaal heb ik tijd gestoken in de uitwerking van een energieplan voor de drie gebouwen. We wilden gebruik maken van een nieuw energiedak, maar er kleven wel een aantal problemen aan (zie post). Omdat we toch de ruimte hebben, kiezen we voor een andere, decentrale insteek met meer redundantie, meer capaciteit en een verdere integratie van zonne- en windenergie. Uitgangspunt is de huidige afzekering van de meterkast: 3x35 Ampere. We willen die niet zwaarder laten afzekeren omdat de kosten voor vastrecht dan substantieel stijgen en het je nog meer afhankelijk maakt van het bestaande grid. Per fase mag er dus niet meer dan ~ 5.800 Wp aan zonnepanelen worden gehangen. Dus globaal 20 panelen van 270Wp of 25 van 230Wp per fase. Je krijgt dan 3 omvormers van ca. 6kW, voor elke fase één. Dat willen we maximaal uitnutten waardoor het jaarlijks ~13.000kWu oplevert. Als het goed is voldoende voor het normale gebruik (wassen, koken, verlichting, drogen) en het bijwarmen van warm water dat via zonnecollectoren wordt (voor)verwarmd. Een van de gebouwen willen we 100% off grid maken door gebruik van een battery pack dat opgeladen wordt door een windmolen (1.500Wp) en zonnepanelen (6.000Wp). Het battery pack kan - bij lange tijd slecht weer - eventueel bijgeladen worden met netspanning, maar moet in principe zichzelf kunnen bedruipen en - minstens zo belangrijk - kan 's avonds en ’s nachts overproductie terugleveren aan stroomvreters in de schuur (wasapparatuur, warmtepomp). Het is ook een mooi experiment om te kijken hoe ver je kunt komen off grid. Uitgaande van 50% ontlading en mits volledig opgeladen, kan de batterij ca. 14kWh per dag(~ 5.000 kWh/jaar) leveren. De hoofdverwarming is een lucht/water warmtepomp van ca. 18kW voor gebouw 2/3 en een warmtepomp van 5kW voor gebouw 1. Eventueel bijverwarmen in de winter (bij strenge vorst) kan door gebruik van drie pelletkachels, in elk gebouw een exemplaar. Onderstaande tekening is een vereenvoudigde weergave van de installatie. Het groene deel willen we dit jaar realiseren. Het blauwe deel begin volgend jaar. [ATTACH=CONFIG]17786[/ATTACH] Gebouw 1 Gebouw 1 fase 1 - sanering asbest dak 5K - nieuw dak + goten (kunststof, shingles, pannen of EPDM) 10K - 50 monocrystallijne panelen, 12.000Wp, 15K (twee omvormers over twee fases) - CV en warmwater via hoofdgebouw - kleine pelletkachel 8kW 6K Gebouw 2 Woning fase 1 - vacuumbuiscollectoren 2x Vitosol 200T (SK04443) 6K - warmtepompboiler 2x Vitocal 161a (Z011948) 300l 9K - (tijdelijk) vervangende CV 3K - kleine pelletkachel 12kW 8K - ~24 monocrystallijne panelen, 5.800Wp, 8K (1 fase) Woning fase 2 - Vitocal 350-A lucht/warmtepomp type 110 12kW 16K - buffervaten, thermostaat, pompen 8K - Liam F1 Archimedes windturbine 5K - eventueel voorverwarming via heat pipes 6K Gebouw 3 Gebouw 3 fase 1 - vacuumbuiscollectoren Vitosol 200T (SK04443) 3K - warmtepompboiler met extra warmtewisselaar voor pelletkachel 150l 3K - bestaande lucht/warmtepomp - zonnepanelen op dak 6.000Wp 7K - kleine pelletkachel incl hot water 8kW 7K - battery pack off grid installatie 12x2V 1210A 12K - Victron Phoenix Multiplus omvormen 120A 4K Gebouw 3 fase 2 ~ 5K - Liam F1 Archimedes windturbine 5K Totalen incl btw Fase 1: ~ 100K Fase 2: ~ 40K De kosten liegen er niet om. Ik heb een hele ruwe raming gemaakt en verwacht dat de complete installatie tussen de 100 en 120K kost inclusief ca. 15K BTW voordeel en subsidies. De besparing op energie zal - indicatief - ca. € 400 per maand zijn. De ROI gaat daardoor wel naar de 15-20 jaar. Commercieel gezien niet interessant. Vanuit autarkisch en ecologisch oogpunt echter wel. In een derde fase sluit ik niet uit dat ook een of meer schuren worden voorzien van zonnepanelen en tenminste de helft van alle vervoersmiddelen 100% elektrisch gaat rijden. Dan zijn wel wel een jaar of drie verder. Ideeën, suggesties, verbeteringen? Shoot!