Off-grid 4000Wp zonnepanelen, 6.4kWh accu en 5kVA omvormer

[f150]

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

 

[wodan]

En nu de hoofdvraag, stel dat je vandaag de dag het opnieuw zou willen plaatsen, hoe zou je het aanpakken, wat zou je anders doen en waarom?

Zou je voor meer capaciteit gaan qua accu, of juist eerder qua zonnepanelen? Zou je ook goedkoper uitkomen?

[f150]

Nog een willekeurig moment van het CCGX display waarin de energiestromen goed gevisualiseerd zijn.

[f150]

1 minuut geleden, wodan zei:

En nu de hoofdvraag, stel dat je vandaag de dag het opnieuw zou willen plaatsen, hoe zou je het aanpakken, wat zou je anders doen en waarom?

Zou je voor meer capaciteit gaan qua accu, of juist eerder qua zonnepanelen? Zou je ook goedkoper uitkomen?

 

Inmiddels liggen de materialen klaar voor een 3-fase systeem. Groter, zwaarder, maar ook kostbaarder: deze installatie wordt 40.000Wp, 43kWh accu capaciteit, 3x15KVa continue vermogen. Globaal dus 8-10x zo groot als de huidige, en voldoende voor kleinzakelijk gebruik, elektrische rijden en 1-2 huishoudens. Hoeveel capaciteit je wilt heeft denk ik vooral te maken met je persoonlijke situatie. Wil je alleen je vriezer en een keukenlampje aan de praat houden, kun je met een 12V loodaccu af. Wil je een meergeneratie huishouden van stroom voorzien, heb je wat meer nodig.

 

In alle eerlijkheid: voor het doel waar de 5kVA installatie is geïnstalleerd, zou ik het exact hetzelfde aanpakken. De Victron apparatuur is zeer geschikt en betrouwbaar (vanuit de maritieme sector). De LG Chem zou dan wel een BYD worden, maar ze zijn gelijkwaardig. 

Met de huidige prijs van de zonnepanelen zou ik meer overcapaciteit genereren. Dus liever een cap op het maximale vermogen (waardoor je in de zomermaanden niet alle stroom kunt benutten), en in de winter naar een hoger rendement - al dan niet aangevuld met een kleine verticale as windturbine.

 

De prijs van de zonnepanelen is bijna gehalveerd t.o.v. 2015 toen ik ze inkocht. De accu's zijn 20-30% goedkoper, en de Easysolar is volgens mij nog net zo duur. Je zou dus nu ca. €2000-€2.500 lager uitkomen.

 

[Gast anoniem]

1 uur geleden, f150 zei:

 

 

 

Het is me niet helemaal duidelijk hoe april juist kan zijn in de grafiek.

Was je in die maand toevallig op vakantie?

 

Zeer interessante post want ik had nooit verwacht dat je op 15% gridstroom uit zou komen.

 

Stel dat je alleen zou kijken naar het financiële plaatje en niet naar de onafhankelijkheid, zou je dan wel of niet de kosten van die accu ooit "terugverdienen" ?

 

[FincaInSpanje]

@f150, ik denk dat als de accubank iets groter waa geweest dat je wellicht bijna 100% off the grid had geweest. Maar de prijzen van de accu's waren toen nog behoorlijk pittig.

 

@martin, ik bekijk het anders. Stel je bent nu 150€ per maand kwijt aan je elektriciteit, wat voor mijn gezin in een eengezinswoning van 3 woonlagen redelijk gemiddeld is. Dan komt dat op 1800€ per jaar.

 

Stel je kunt volledig off the grid met een installatie van 12000€. De accu's gaan minimaal 10 jaar mee maar de rest eigenlijk 15-20 jaar. Daar kun je vanuit gaan tegenwoordig. Maar dan kom je uit op 1200€ op jaarbasis ofwel 100€ per maand de komende 10 jaar. En de elektra gaat alleen nog maar duurder worden.

 

In Nederland zou ik toch wel de combi maken tussen zon en wind. Een kleine windgenerator van 600watt, 48v kan er al voor zorgen dat je accu's vol komen of blijven bij slecht weer.

 

Of ik zou ervoor kiezen een generator te gebruiken in de winter op mindere dagen. Ik ken een stel hier in Spanje met slechts 7 panelen en die verbruiken hooguit 50 liter brandstof in de 3 koudste maanden. Ik weet dat we dat niet kunnen vergelijken met NL maar al zou je 200 liter verstoken dan is dat nog weinig. 

[f150]

9 uur geleden, martin zei:

 

Het is me niet helemaal duidelijk hoe april juist kan zijn in de grafiek.

Was je in die maand toevallig op vakantie?

 

Scherp (als altijd)! April was een hele zonnige maand, maar er zijn een paar pieken die veroorzaakt worden door een externe Li-Ion lader. Ik heb in april een aantal dagen proefgedraaid met aggregaat + 2kW Li-Ion lader direct op de LG Chem accu. Dit in het kader van een intern continuïteitsplan. Qua verbruik was dat niet heel zinvol, want een deel is gewoon aan het net teruggeleverd.

[f150]

9 uur geleden, martin zei:

Stel dat je alleen zou kijken naar het financiële plaatje en niet naar de onafhankelijkheid, zou je dan wel of niet de kosten van die accu ooit "terugverdienen" ?

 

Die berekening heb ik nooit gemaakt, maar gemakshalve kun je ervan uitgaan dat een dergelijke setup niet voldoende is om Eneco helemaal vaarwel te zeggen, en de kosten voor vastrecht blijven. Uitgaande van een PV opbrengst van 3MWh per jaar, €0,25 kosten per kWh en de huidige salderingsregeling valt de accu nooit terug te verdienen.

De hele installatie is in deze situatie -  geen rekening houdend met eventuele reparaties en installatiekosten - 'terug verdiend' na ruim 13 jaar (3000kWh per jaar * € 0,25  = € 750 per jaar).

 

Stel dat de salderingsregeling vervalt, en je krijgt € 0,05 terug voor elke kWh, bespaar je globaal €0,20 voor ieder kWh die je zelf opslaat en verbruikt. Om de accu terug te verdienen moet er € 3.340 / € 0,20 = 16.700 kWh over de accu lopen. Met het huidige gebruik wordt ca. 50% van het jaarverbruik uit de accu gehaald, zeg 1.500 kWh. De accu gaat zich dus pas in het 12e jaar terug verdienen. 

 

Het is een wat versimpelde berekening, zonder renteverliezen, stijgende energie-tarieven en aannames ten aanzien van de toekomst van het salderen.

[wodan]

Snel winst maken, doe je voorlopig (nog) niet, omdat de stroom ondanks de prijsstijging, nog betaalbaar is.

De dag dat zonnepanelen nog een derde kosten van wat ze nu doen en de accu's de helft, dan is het

zelfs financieel interessant en die dag komt wel... en mogelijks sneller indien de gewone stroomkost nog

stijgt.

[PrepperSjors]

Wauw hele vette setup Ik ben van plan om zelf een accubank te gaan bouwen op basis van Li-ion 18650 cellen uit oude laptopvoedingen e.d. zodra de salderingsregeling wordt afgebouwd in 2023. Ik heb nu 6 panelen op het dak liggen en heb nog 6 panelen in de schuur staan die ik komend voorjaar (ik ga niet met deze kou en glibberigheid het dak op) op het dak erbij ga leggen.

[Greener]

23 uur geleden, PrepperSjors zei:

Wauw hele vette setup Ik ben van plan om zelf een accubank te gaan bouwen op basis van Li-ion 18650 cellen uit oude laptopvoedingen e.d. zodra de salderingsregeling wordt afgebouwd in 2023. Ik heb nu 6 panelen op het dak liggen en heb nog 6 panelen in de schuur staan die ik komend voorjaar (ik ga niet met deze kou en glibberigheid het dak op) op het dak erbij ga leggen.

Voor je 30 laptops aan stukken hebt gescheurd kan ik je de volgende site aanraden:

 

 

Klikkerdeklik

 

Originele batterijen voor een hele nette prijs en snel in huis.

(Nee, niet mijn bedrijf)

 

Doe er je voordeel mee ?

[Waterstof]

Mooi systeem!

 

Vanuit ProfiNRG bieden we systemen aan die ook grotere verbruiken aan kunnen, bijvoorbeeld 10.000 kWh verbruik per jaar of meer. Dit doen we door naast zonnepanelen en accu's ook gebruik te maken van waterstof.

 

Mocht er meer informatie gewenst zijn, dan deel ik deze graag via waterstof@profinrg.nl

 

Hartelijke groet,

 

Berend

[wodan]

15 minuten geleden, Waterstof zei:

Mooi systeem!

 

Vanuit ProfiNRG bieden we systemen aan die ook grotere verbruiken aan kunnen, bijvoorbeeld 10.000 kWh verbruik per jaar of meer. Dit doen we door naast zonnepanelen en accu's ook gebruik te maken van waterstof.

 

Mocht er meer informatie gewenst zijn, dan deel ik deze graag via waterstof@profinrg.nl

 

Hartelijke groet,

 

Berend

Best direct al wat foto's en wat technische info geven, want nu lijkt het alsof je hier enkel wat komt spammen.

WAT doe je met waterstof dan?

[Waterstof]

Beste Wodan,

 

Dank voor je reactie.

 

Eerst even een uitleg over waterstof. Waterstof wordt gemaakt door met behulp van stroom water (H2O) te splitsen in waterstof (H2) en zuurstof (O2). Vervolgens kan het in cilinders worden opgeslagen, om op een later moment gebruikt te worden in ketels, of terug worden omgezet in elektriciteit.

Waterstof kan daarmee als seizoensopslag dienen, waarbij het teveel aan zonne-energie in de zomer kan worden opgeslagen voor de winter. De dag-nacht opslag is makkelijker te realiseren met batterijen.

 

We worden regelmatig benaderd door mensen die off-grid willen, daarbij gaan we als volgt te werk:

 

We maken een analyse van de opwek van energie (uit zonnepanelen danwel wind), en zetten dat tegenover het energie verbruik. Vanuit een model kunnen we dan de beste verhouding bepalen in hoeveel zonnepanelen, batterijen en waterstofopslag nodig is om het jaar rond in eigen energie te kunnen voorzien. Daarbij houden we rekening met de kosten van de verschillende onderdelen, zodat het systeem zo goedkoop mogelijk blijft. 

 

Een infographic met een voorbeeld vind je in de flyer in de bijlage.

190927 Flyer Waterstof ProfiNRG.pdf

[f150]

37 minuten geleden, Waterstof zei:

Mooi systeem!

 

Vanuit ProfiNRG bieden we systemen aan die ook grotere verbruiken aan kunnen, bijvoorbeeld 10.000 kWh verbruik per jaar of meer. Dit doen we door naast zonnepanelen en accu's ook gebruik te maken van waterstof.

 

Mocht er meer informatie gewenst zijn, dan deel ik deze graag via waterstof@profinrg.nl

 

Hartelijke groet,

 

Berend

 

Hey Berend, wat mij betreft prima om op dit forum meer kennis te delen over waterstof, maar dan wel svp in een aparte topic. Er is een oud topic over waterstof, maar die is verouderd, en gaat voornamelijk over auto's en niet over de productie, opslag en verwerking ervan. 

 

Het rendement van het elektrolyse proces is een belangrijke factor. Als je 20% zonlicht omzet naar elektriciteit, kun je  ca 75% gebruiken voor de elektrolyse;  je verliest nog (denk ik) 20% voor de compressie, en nog eens 50% bij het omzetten naar elektriciteit. Dan hou je net 5% rendement over. Hoeft geen probleem te zijn, maar het is best veel.

 

Zelf zit ik met smart te wachten op de technische details van de vorig jaar gepubliceerde uitvinding:

https://www.vrt.be/vrtnws/nl/2019/02/24/belgische-wetenschappers-kraken-de-code-voor-betaalbare-groene-w/

[Waterstof]

Hi f150,

 

Je hebt gelijk dat er bij electrolyse 30% verloren gaat en bij compressie nog eens 5% (meer is het niet), dit wordt echter gemaakt uit stroom die anders niet gebruikt danwel opgeslagen zou worden.

Bij de omzetting terug naar electriciteit is het rendement weliswaar 50%, maar de andere 50% is bijna helemaal als warmte in te zetten.

 

De Belgische panelen zijn inderdaad interessant!

 

[Raycoupe]

Het thuis opslaan van tanks met waterstof onder grote druk heeft ook risico's, waarvoor nu nog geen regelgeving bestaat.

Wordt inmiddels wel over nagedacht: https://nos.nl/artikel/2319122-zelf-geknutselde-batterijen-waterstof-in-de-tuin-verduurzaming-vaak-onveilig.html