OFF-GRID RESIDENTIEEL

Hoe haal ik meer uit mijn PV-installatie, of nog beter hoe ontkoppel ik van het stroomnet?

Met “energiebeheersing” denken wij in de eerste plaats aan de problematiek van de vele zonnepaneeleigenaars, m.b.t. tot een uit de hand lopende kostenfactor voor alle spelers, enerzijds de eigenaars, en anderzijds de overheid, met in haar kielzog de Staat en gemeentebedrijven die energie steeds meer gaan bekijken als oneindige melkkoe en onder het mum van o.m. de globale opwarming en natuurbehoud, waar zij wel een punt hebben, wie gaat het ontkennen?

Maar waar de oplossing er blijkbaar in bestaat om energie steeds meer te belasten,  in de veronderstelling dat u zuiniger gaat omspringen met de stroom…eerlijk gezegd willen ze dit wel ?

Heeft u reeds zonnepanelen geïnstalleerd dan maakten vooral de groenestroomcertificaten enerzijds en het gebruik van het net als batterij dit een zeer vruchtbare investering.

Eerder geruisloos, nu met volle kracht zijn de slimme meters aan hun opmars bezig en niet alleen voor de nieuwbouw… waarbij de batterijfunctie wegvalt voor zonnepaneeleigenaars, met als resultaat een veel lagere opbrengst van de zonnestroom.

Langs de andere kant worden er allerlei belastingen geheven o.m. het prosumententarief. In elk geval zijn de “oude meters” een uitdovende zaak, uiterlijk tegen 2025 en mogelijk veel sneller zullen deze slimme meters worden ingevoerd en dan bij voorbaat bij de prosumentenklanten, waarbij plotsklaps de nood reëel wordt, om de overdag gegenereerde stroom op te vangen in een batterij, om deze opgeslagen stroom dan te gebruiken vooral s ”morgens en s ‘avonds als het schemert of nog donker is, minder in de zomer maar wel dagelijks in de donkere periodes.

Eens U dan de keuze heeft gemaakt een batterij te plaatsen komt het erop aan om de juiste keuze te maken. Het heeft natuurlijk geen zin om voor de op het eerste gezicht goedkope lood/zuur batterijen te plaatsen. Deze hebben een zeer beperkte laadcyclus, en zijn zeer zeker niet geschikt om als opslagmedium te dienen van zonnestroom.

U krijgt alle informatie hieromtrent in onze paper op de volgende tab, daaruit blijkt dat enkel de LiFe4PO batterijen in aanmerking komen, (5000 DOD) zoals die zijn verwerkt in de Javac Power Egde Powerbank.

Dan is een Javac Edge Powerbank de ideale + betaalbare oplossing, mits als u al dan niet beschikt over een vermogen van minimaal 6 tot 10 KW in zonnepanelen of bijkomend een windgenerator dan mag dit de ultieme oplossing zijn, zodat ook u hetzelfde gebruikservaring zal hebben van een net gekoppelde woning,  steeds stroom voorhanden, en een minimum aan manipulaties van batterijen, brandstof en onderhoud van uw energiesysteem.

De kostprijs hangt af van vele factoren of parameters,  wat is het gemiddelde dagverbruik?
Wenst u volledig af te koppelen van het net, Of wenst u een hybride opstelling, vakantiehuis of vaste woning, in DHZ-kit of gemonteerd.

Er is reeds een oplossing mits een 11.4 KW powerbank met BMS, en hybride omvormer in 1 totaalpakket. Deze constructie vermijdt de aloude problemen van connecties, en softwareproblemen, vooral als er een generator/ annex windgenerator wordt aangesloten. En voorts stelt deze hybride omvormer u in staat om bij panne van uw huidige omvormer van uw PV-systeem, rechtstreeks te koppelen op onze batterij unit.

Heden is er een sterke stroming aanwezig onder de mensen, om volledig off-grid te gaan. En voor eens en altijd komaf te maken met de energiefratsen die ons land teisteren. Zeker vanaf 2022 als u wordt aangesproken op de hoogste piekspanning belasting, om maar niet te spreken over de energieprijzen die na de covid crisis door het dak gaan.

Volledig afkoppelen van het stroomnet, kan met een beperkte investering in batterij, windgenerator en kleine diesel of gasgenerator,  reken hiervoor bij een 11.4 KWh systeem tussen de 12.500 à 15.000 euro + btw (6% via een installatiebedrijf). De generator zal inderdaad een miniem aantal uren (100 x 1 liter/uur)  draaien per jaar, en dan vooral in de winter, met een 11,4 kW batterij bent u verzekerd van een continu stroomvoorziening, dit voor een conventioneel residentieel verbruik.

Ook voor professionele PV-installaties op 3 x 400 Volt,  gekoppeld aan een generator maakt dit u mogelijk om van het net af te koppelen, zelfs voor energie-intensieve fabrieken en kantoren, woonblokken, magazijnen, enz.

KEUZE VOOR EEN EXTRA WINDGENERATOR/GENERATOR ?

In een groot deel van België zijn de windsnelheden eerder laag in de zomer. De wind is sterk in de winter wanneer er minder zonlicht beschikbaar is. Omdat de piekmomenten voor wind- en zonnesystemen op verschillende tijdstippen van de dag en het jaar voorkomen, zijn hybride constructies de ideale oplossing voor opslagbatterijen om stroom te produceren wanneer u deze nodig hebt. Voor de tijden dat noch de wind, noch het zonnestelsel produceert. Is de ideale opstelling mits toevoeging van een stroomgenerator aangedreven met diesel of aardgas. Als de batterijen bijna leeg zijn, kan de stroomgenerator stroom leveren en de batterijen opladen.

HISTORIEK

Off-grid zonne-energiesystemen waren jaren geleden het startpunt voor een groot deel van de zonne-energie-industrie.  Nu zijn de meeste zonnepanelen aangesloten op het net met een relatief klein percentage die een opslagbatterij hebben. Voor een geselecteerde groep kan een off-grid systeem echter de juiste keuze zijn. De eerste en belangrijkste stap bij het overwegen van een off-grid systeem is het minimaliseren van uw energierekening.

Hou rekening met deze 5 factoren :  

1. Geschat dagelijks gebruik en verwachte maximale vermogensafname (load/consumptie analyse).
2. Zonnebron (hoeveelheid beschikbaar zonlicht).
3. Autonomie (dagen batterijopslag wanneer er minimaal zonlicht is).
4. Extra back-up stroombronnen (generatoren bijvoorbeeld).
5. De voorziene investering.

Off-grid systemen lijken enigszins op het net. Het vermogen van de opslagbatterij is in functie om gedurende langere tijdstroom te leveren (minimale periode van 24 uur is gewenst). Het is ook belangrijk om te erkennen dat off-grid systemen meer monitoring en onderhoud vereisen dan een eenvoudige aansluiting op het net.  Javac heeft daarom resoluut gekozen voor onderhoudsvrije lithium batterijen.

DIMENSIONERING VAN UW SYSTEEM

Er zijn veel factoren waarmee u rekening moet houden als het gaat om het ontwerpen van een off-grid systeem. Javac raadt aan dat uw verbruik in kaart te brengen is en de eerste overweging is om te bekijken en te begrijpen voordat u beslist welk vermogen het beste is voor uw behoeften, wanneer piekvraag vereist is, zullen milieuoverwegingen en de snelheid van batterijontlading u helpen de grootte van het systeem vast te stellen dat u nodig hebt. Het vermogen en energieverbruik van de verbruikers zijn van groot belang in functie van off-grid systemen.

De belangrijkste aandachtspunten:

1. Welke elektrische belastingen moeten door het off-grid systeem worden geleverd?
2. Hoe hoog zal het energieverbruik per dag of jaarlijks zijn?
3. Wat is de maximale piekvermogens behoefte op een dag?

Zodra de verbruikers en systeem classificatie is vastgesteld, zal Javac de correcte off-grid installatie aanbieden. Een pasklare oplossing is er veelal niet in het geval van een batterijsysteem. Waar en hoe ze worden gebruikt en vooral de snelheid van verwachte lading/ontlading zijn de belangrijkste factoren om rekening mee te houden bij het selecteren van het vermogen van de batterij voor uw installatie.

Een batterij heeft twee hoofdspecificaties: spanning en capaciteit. Als u deze twee waarden vermenigvuldigt, wordt de kilowattuur energieopslag berekend. Meer vermogen kan worden verkregen door meer batterijunits parallel aan te sluiten. Uw adviseur past deze basisprincipe toe bij het ontwerpen van uw off-grid systeem.

Het grote nadeel van een gelcel batterij is dat hoe dieper de batterij dagelijks wordt ontladen, hoe minder cycli deze zal bereiken in verwachte levensduur. In principe zou u de batterij moeten over dimensioneren zodat u bij de gemiddelde dagelijkse vraag nooit minder dan 50% ontlaadt.

Daarom dat Javac resoluut kiest voor de LITHIUM ION BATTERIJ. Het belangrijkste voordeel van lithium-ion batterijen is hun vermogen om tot 95% van de aangegeven capaciteit te ontladen, waardoor ze een betere optie zijn voor een hoog of snel energieverbruik waarbij de batterij snel zal worden ontladen. Een bijkomend voordeel is dat ze zeer onderhoudsarm en lichter met minder ruimte nodig voor behuizing. Maar vooral ook dat niet lineaire ladingen absoluut geen negatieve weerslag hebben op de levensduur van de batterij.

WELKE GENERATOR VOORZIEN ?

Stroomvoorziening van een generator is meer variabel dan een stroomvoorziening vanaf het hoofdnet. De omvormers zijn uiterst gevoelig en zullen snel laadstroom weigeren die buiten de geprogrammeerde instellingen valt, waardoor software de verbinding afkapt zodat de synchronisatie of opladen worden gestopt.

Met AVR uitgeruste generatoren zullen hoorbaar worstelen en uiteindelijk afslaan wanneer ze overbelast zijn, wat aangeeft dat er een probleem is. Inverter gebaseerde generatoren hebben de eigenschap dat de motor blijft draaien, zelfs als de unit elektronisch is overbelast en geen stroom meer levert. Het kan lijken alsof de generator werkt en het systeem aan het opladen is, terwijl dat niet het geval is. Deze zijn ook snel overbelast door piekbelastingen, omdat ze elektronisch worden beperkt in plaats van mechanisch.

Daarom bieden wij uitsluitend de Nanomag PM generators met een netto vermogen van 7 KW met een capaciteit van 25 AMP op 230 volt (11.4 KWh) wat de hybride omvormers toelaat om de maximale laadcapaciteit te benutten, zodat de laadcyclus gevoelig wordt ingeperkt in tijd.  (Voor residentiële aansluitingen, voor industriële aansluiting zwaardere vermogens beschikbaar).

Hier slaat men 2 vliegen in 1 klap, vooreerst zijn de Nanomag generators niet voorzien van een AVR, gezien het magnetisch veld permanent aanwezig is. Ook het ontbreken van een diodebrug, maakt dat de Nanomag generators zeer bedrijfszeker zijn, daar deze 2 kritische component niet aanwezig zijn in de machines. Maar ook dat onze PM generators werken zonder controller en inverter, wat ze bijzonder standvastig maakt.

En dan vooral de uitstekende eigenschappen om piekbelasting te overbruggen, en dit voor continu belasting. Daarmee maakt het dat de Nanomag generators uitstekend geschikt zijn. Voor alle PV-installaties waar de batterij voorzien is van een back-up systeem.

Nanomag generators zijn er in een vermogen van 7 KW tot 40 KW. Wat ze inzetbaar maakt tot vrij zware off gridd installaties. Er kan ook gekozen worden voor een gasgenerator, helaas zijn deze niet verkrijgbar in een PM technologie, waardoor een goede deel van het laadvermogen niet kan worden aangesproken.

VOORSTELLING VAN ONZE UNIEKE WINDGENERATOR

Het opladen van batterijen of het aanvullen van een fotovoltaïsche: met de onze windgenerator wek je energie op wanneer het meest nodig is: in de winter, bij slecht weer en ’s nachts! Onze Javac windgenerator is het enige microwindvermogenssysteem ter wereld met een gegarandeerde prestatiecurve gemeten in een onafhankelijk testveld.

Het systeem biedt ongekende flexibiliteit door hoge prestaties en een laag gewicht. De gepatenteerde tweedelige rotor elimineert ook trillingen en geluiden, die vaak worden veroorzaakt door onevenwichtigheden in meerdelige rotoren.

• Nieuw kleurendisplay met datageheugen RS 485 Gegevensuitvoer.
• Programmeerbare activering van de rem.
• Geen overtollige voeding door realtime registratie van verbruik.
• Ruimtebesparend apparaat ontwerp Beperkt maximaal vermogen van het systeem (e.B. tot 600 W) voor eventueel signaalvrije aansluiting.
• Gepatenteerde All-metal rotor voor veilige verzending en maximale robuustheid.
• Wax coating voor maximaal Levensduur zelfs in corrosieve omgevingen.
• Volledig metalen gondel met koud gelaste persdraden voor maximale sterkte in de gondelbehuizing.
• Directe krachtintroductie in de masten voor maximale levensduur.
• Gepatenteerde technologie – In gebruik sinds 200.
• Gepatenteerd ontwerp in volledig in staal.

De turbines in hun karakteristieke volledig metalen ontwerp worden vooral gekenmerkt door extreme robuustheid en hoge prestaties tegelijkertijd. Door zijn rotoroppervlak van minder dan 2 m² en zijn maximale generatorspanning van 75 Volt DC, kan het op Elk dak in België worden gebruikt.

Een prestatiegarantie, onafhankelijke meting in het windtestveld en een remsysteem geïntegreerd in de omvormer kenmerken deze unieke windmolen. Gemonteerd op een gestandaardiseerde 60mm mast, is het gebruik mogelijk dankzij minder dan 20 kg gewicht zonder speciale apparatuur en bijna overal. De bijzonder stille bedrijfskenmerken zijn ook bevestigd door TÜV en maken gebruik mogelijk, zelfs in woonwijken.

De windmolen is zo ontworpen dat hij door elke ervaren vakman kan worden geïnstalleerd zonder speciaal gereedschap of kraan. Javac heeft opgeleide monteurs in dienst om de plaatsing uit te voeren, en de volledige aansluiting uit te voeren op uw hybride off-grid installatie, dit mits een duidelijke prijsopgave. Maar een handige harry slaagt perfect om dit zelf uit te voeren.

Indien gewenst kunnen verschillende windgenerators parallel geschakeld worden om tot een hoger vermogen te komen.

 

Wat is de ideale plaats voor een windmolen ?

Er moet voldoende, consistente schone (geen wervelingen) wind zijn waar de windgenerator moet werken. Bij voorkeur minstens 10 meter vrij van gebouwen, bomen, heuvels of iets anders dat de wind kan beïnvloeden. U moet voldoen aan de voorschriften van de gemeente (Onze 1000 watt windmolens zijn toegelaten in de meeste gemeentes).  Let op de hoogte van de mast, het visuele uiterlijk, geluidsniveaus of zelfs de buren die het gewoon niet leuk vinden. Onze windmolen is voorzien van zijn eigen inverter. Die perfect harmoniseert met onze hybride omvormer.

Wind/zonne-energie/generator/batterij, de gemakkelijke manier.

De wind zorgt ervoor dat de wieken draaien, de wieken draaien de alternator in de windmolen en het produceert elektriciteit. Onze 1000 watt windturbine gebruikt een PM alternator. Zowel de spanning als de frequentie van de elektriciteit die door de alternator wordt geproduceerd, varieert.  Een omvormer (inverter) stabiliseert de spanning en de frequentie.  De omvormer voedt de stroom door een zekering naar de batterij. Hetzelfde principe met zonne-energie.

Om een perfecte symbiose te krijgen tussen generator, windmolen en PV-installatie enerzijds en de batterij anderzijds gebruiken wij Hybride omvormers. In tegenstelling tot de meeste aanbieders die batterij en BMS en omvormer als 3 aparte componenten zien, heeft Javac een zeer recent de combinatie van deze 3 kritische componenten in 1 unit gebracht, wat software & kabelverbindingen, die niet 100% zijn ingesteld vermijdt en van hieruit ook alle problemen definitief uitschakelt.

Neemt u nota dat Windturbines en generators spanningsbronnen zijn, terwijl zonnepanelen stroombronnen zijn. Beide hebben een heel andere manier waarop ze optimaal worden gebruikt, genaamd Maximum Power Point Tracking (MPPT), en een windomvormer doet MPPT heel anders dan een zonne-omvormer.

De inverter zorgt ervoor dat de ongereguleerde windenergie wordt omgezet in iets wat de batterijen leuk vinden, en net zo belangrijk is dat het de batterijen beschermt tegen verschillende omstandigheden zoals overladen en overmatige stroom.

De hybride omvormer in onze configuratie is zeer geavanceerd. Het neemt batterij- of laadregelaarvoeding en zet dit om in netstroom die gaat naar het voeden van huishoudelijke belastingen. Als er meer stroom is dan nodig is, wordt dit overschot afgeaard.

Natuurlijk wilt u dat de windgenerator de batterijen opgeladen houdt, maar het is goed om te weten dat de omvormer, indien nodig, het werk ook kan doen, zodat de levensduur van de batterij niet zal lijden. De batterijen en/of de windturbine en PV-installatie leveren nu stroom.

Omvormers en opslagbatterijen kunnen net zulk groot vermogen hebben dan wenselijk is. Deze opstelling heeft het aanzienlijke voordeel dat alle verbruikers stroom zullen blijven hebben. Het zou met name erg duur zijn om voldoende batterijen te hebben om het gemiddelde Belgische residentiële situatie (ongeveer 15 kWh per dag) van stroom te voorzien totdat de baterijen worden opgeladen door de PV-installatie, De combinatie generator/PV installatie/windgenerator/batterij is de uitgelezen technologie om de verbruikers duurzaam te voeden.

Leven in de schoot van hernieuwbare luxe

De Off-grid opstelling, waarbij wind- en zonne-energie worden gecombineerd, met batterijback-up en met een back-upgenerator die de batterijen opladen als de stroom opraakt tijdens die donkere winterdagen: Dit is zo’n beetje de NEC-plus-ultra van een met hernieuwbare energie verbonden installatie.

Dit werkt geweldig: Alle energie die niet direct door het paneel met essentiële verbruikers wordt verbruikt, wordt in de batterijen opgeslagen. Wat het niet doet, is voorkomen dat de batterijen te veel worden opgeladen. Daarom is er voorzie in een omleidingsmodus. Het zorgt ervoor dat de batterijen in optimale conditie worden gehouden. De omleidingsbelasting kan bijvoorbeeld worden gebruikt om water te verwarmen met de overtollige energie.

En wanneer het correct is gepland, kan het heel goed werken! De zonnepanelen worden via de hybride omvormer naar de batterij gestuurd. Het combineren van wind en zonne-energie is heel logisch; ze vullen elkaar prachtig aan. Wanneer de zon schijnt. Ten slotte, wanneer de opslagbatterij bijna is, zal de hybrideomvormer de back-upgenerator starten. Zodra de batterijen weer vol zijn, zal de omvormer de generator uitschakelen.

Het uitbreiden van een opstelling voor hernieuwbare energie met een diesel- of aardgasgenerator werkt heel goed; Het zorgt ervoor dat de batterijbank en hernieuwbare energiebronnen veel kleiner zijn dan ze zouden moeten zijn zonder de generator, en is daarom veel betaalbaarder.

Omdat de generator niet de hele tijd draait wanneer de batterij geladen, leveren de batterijen meestal, geruisloos en schone, energie om van stroom te voorzien. Wanneer de generator draait, wordt deze gebruikt op volle capaciteit, wat veel efficiënter is, per definitie minder brandstof verbruikt en minder vervuiling produceert, in vergelijking met het werken met een kleine belasting.

De omvormer zal dan 240 Volt genereren uit alle beschikbare energiebronnen om het huis van stroom te voorzien. De mogelijkheden worden alleen beperkt door uw wensen (en budget)!