Deze tekst is automatisch vertaald.
Wetenswaardigheden over zonnebatterijen
-
Bereken het zonnestelsel correct
-
Wat zijn zonnebatterijen?
-
Hoe werken zonne-opslagsystemen en hoe zijn ze gestructureerd?
-
Toepassingen van zonnebatterijen
-
Levensduur van zonnebatterijen
-
Onze praktische tip
-
Waar moet u op letten bij het omgaan met zonnebatterijen?
Bereken het zonnestelsel correct
Test nu onze zonnesysteemcalculator voor 12 V-eilandfotovoltaïsche systemen en vind de juiste zonnebatterij.
Wat zijn zonnebatterijen?
Een zonnebatterij maakt deel uit van een fotovoltaïsch systeem. De taak van een zonnebatterij is om de zonnestroom die bij blootstelling aan licht wordt omgezet tijdelijk op te slaan, maar ook om korte piekbelastingen van de consument op te vangen.
Het gebruik van zonnestraling brengt - vergelijkbaar met wind- of water-energie - een natuurlijk probleem met zich mee: wat te doen met de overtollige energie in een zomer van de eeuw? En: waar haal je elektriciteit vandaan als de zon lange tijd niet schijnt? Zelfs het dag-nachtritme is relevant voor kleine systemen. Hier worden zonnebatterijen gebruikt als fotovoltaïsche opslag met verschillende batterijtechnologieën. Ze slaan overtollige zonne-energie op en stellen deze bij onvoldoende zonne-energie weer beschikbaar.
De capaciteit van zo'n zonnebatterij is de fysieke maat voor de hoeveelheid elektriciteit die uit een volledig opgeladen zonnebatterij kan worden gehaald. De eenheid die hiervoor wordt gebruikt, is ampère-uur (Ah). Met een 12 volt accu met een capaciteit van 90 ampère-uur kun je theoretisch een 24 watt verbruiker 45 uur lang van stroom voorzien (24 watt is gelijk aan 12 volt maal 2 ampère).
Zonne-energie voeden in een oplaadbare zonnebatterij
Hoe werken zonne-opslagsystemen en hoe zijn ze gestructureerd?
Zonnebatterij met loodgeltechnologie en veiligheidsklep
Elke zonnebatterij werkt volgens het elektrochemische principe van een oplaadbare batterij: elektronen "migreren" tussen verschillende metalen via een elektrolyt; bij het laden in één richting, bij het lossen in de tegenovergestelde richting. Dit proces gaat gepaard met slijtage van de betrokken elementen, wat ook de levensduur van een zonnebatterij beperkt.
Als compromis tussen prijs en prestatie zijn zonne-energieopslagsystemen met loodzuurtechnologie de eerste keuze voor veel gebruikers. Een enkele cel van deze accu's levert een spanning van circa 2 volt DC, zodat bij gewone zonneaccu's 12V wordt bereikt door zes accucellen in serie te schakelen, die zich in een behuizing met twee externe aansluitingen bevinden.
De klassieke loodzuuraccu voor het bijvullen met gedestilleerd water is hier niet meer te vinden. Het is doorontwikkeld tot loodvlies- en loodgel-accumulatoren. Zonne-energieopslagsystemen met deze batterijtechnologie overleven betrouwbaar zelfs nog langere bedrijfstijden zonder onderhoud. Zonnebatterijen met loodgeltechnologie zijn verzegelde accu's, waarvan de elektrolyt door chemische toevoegingen als een gel wordt ingebracht. Dergelijke zonnebatterijen kunnen tot 4.000 laadcycli halen als de gespecificeerde ontladingsdiepte niet wordt onderschreden. Hun houdbaarheid zonder herladen kan oplopen tot twee jaar. Dit ontwerp geeft bijna geen gas af, dus een veiligheidsklep is voldoende. Op loodgel gebaseerde zonnebatterijen zijn geschikt voor gebruik onder zware omgevingsomstandigheden.
Loodvliesbatterijen zijn ook onderhoudsvrij - momenteel de meest geavanceerde batterijtechnologie op basis van lood, ook wel AGM genoemd. De afkorting staat voor "Absorbent Glass Mat", in het Duits "absorberende glasmat", omdat de elektrolyt is gebonden in een glasvezelvlies. Ook deze accu's zijn gesloten en alleen voorzien van een eenrichtingsklep voor ontgassing. Dit maakt elke bedieningslocatie mogelijk. De zonne-opslagsystemen halen ook laadcycli in het midden van vier cijfers.
Lithium-ion accu's hebben een hogere aanschafprijs. Hun voordelen maken dit echter in de loop van de tijd goed, vooral omdat de prijzen voor lithium-ionbatterijen nu de neiging hebben te dalen. De grootste pluspunten van de lithium-ionbatterijen zijn dat noch ruimteventilatie noch onderhoudskosten of speciale wintermodi nodig zijn. Bovendien leveren ze meer energie dan loodzuurtechnologie met hetzelfde batterijvolume. Een lithium-ionbatterijcel bereikt een spanning van 3,3 tot 3,8 volt, afhankelijk van het gebruikte kathodemateriaal, en tot 5.000 volledige laadcycli.
Deze accu's zijn gevoelig voor overladen, wat tot ontbranding kan leiden. Daarentegen worden elektronische beveiligingscircuits gebruikt. Daarnaast zijn ze snel op te laden, veilig tegen diepontlading en hebben ze een lage zelfontlading.
De meest geavanceerde batterijtechnologie op basis van lood, de loodvliesbatterij
De elektrische verbinding tussen de zonnebatterij en het eigenlijke zonnesysteem wordt tot stand gebracht door middel van schroefverbindingen, kegelpalen of conventionele platte stekkers, afhankelijk van het vermogen en de af te nemen piekstroom.
Gebruik van zonnebatterijen
Zonnebatterij met omvormer voor het omzetten van de spanning
Fotovoltaïsche systemen worden in toenemende mate commercieel en privé gebruikt om de elektriciteitskosten en de afhankelijkheid van fossiele brandstoffen te verminderen, meer hernieuwbare energiebronnen te gebruiken en moeilijk bereikbare plaatsen van elektriciteit te voorzien.
De zonnebatterij is geïntegreerd in het voedingssysteem op zonne-energie. Het bestaat uit zonnepanelen die de energie van zonlicht “opvangen” en omzetten in elektriciteit, en besturingselektronica (laadregelaar) die zowel de zonnebatterij als de interactie met de zonnecellen en verbruikers regelt. Sommige systemen - vooral voor eindgebruikers - hebben een omvormer die de gelijkspanning van het zonnesysteem omzet in de gangbare netspanning van 230 volt wisselstroom. Overal waar zonnesystemen worden gebruikt, zijn zonnebatterijen nodig als fotovoltaïsche opslag in de juiste grootte.
De toepassingsgebieden zijn dus vrijwel onbegrensd, zeker als er geen aansluiting op het laagspanningsnet is, zoals in afgelegen gebieden, op eilanden, op tijdelijke verkeersregelinstallaties, parkeerautomaten of radio-noodtelefoons. Nood- of vluchtrouteverlichting kan ook functioneel worden gehouden met fotovoltaïsche zonne-energie als de laagspanningsvoeding uitvalt. Voor stacaravans en kamperen zijn kleine zonnesystemen met de juiste zonnebatterij een goede investering, zeker omdat ze vooral in de (zonnige) zomer worden gebruikt.
Levensduur van zonnebatterijen
De houdbaarheid van loodbatterijen is afhankelijk van de naleving van de maximaal toegestane ontladingsdiepte en wordt berekend op basis van de laadcycli.
Bij 20 graden Celsius kunt u rekenen op maximaal 10 jaar voor AGM-accu's en maximaal 12 jaar voor loodgelaccu's. De waarden kunnen sterk variëren afhankelijk van het laadmanagement en de omgevingstemperaturen.
De levensduur van zonnebatterijen op basis van lithium-ion is 15 tot 20 jaar.
Onze praktische tip
Voordat zonne-energie wordt gebruikt met een fotovoltaïsche installatie, moet de energiebehoefte van de te leveren installatie worden bepaald. De dimensionering van de zonnebatterij is hierop gebaseerd. Voor de maximale stroom die uit een zonnebatterij kan worden gehaald, geldt de "vuistregel" dat de dubbele capaciteitsspecificatie kan worden gehanteerd, namelijk bij 90 ampère-uur maximaal 180 ampère. De verbruiksgegevens van de te leveren elektrische apparaten in kilowatt (kW) resulteren in de maximaal te leveren elektriciteit.
Waar moet u op letten bij het omgaan met zonnebatterijen?
Hoewel zonneboilers weinig onderhoud vergen en een lange levensduur hebben, moet met enkele aspecten rekening worden gehouden:
- Veroorzaak geen kortsluiting in zonnebatterijen. Naast het vernielen van de batterij is er ook brandgevaar.
- Gebruik oplaadelektronica met diepontlading en bescherming tegen overlading.
- Sluit eerst de kabels voor de aansluiting op de solaraccu aan op de laadregelaar en vervolgens op de accu.
- Als er vocht wordt verwacht, moet u de contacten beschermen met contactvet.