AQ-TRON
BizLine
CTEK
GYS
Mastervolt
Ratio
Tecmate
Telwin
Victron
Wallbox
Off-grid systeem maken / bouwen / ontwerpen
Hét kenmerk van een off-grid energiesysteem is dat deze energievoorziening niet afhankelijk is van een verbinding met het lichtnet. Off-grid systemen worden ook wel aangeduid als autonome systemen, eilandsystemen, netonafhankelijke systemen of autarkische systemen.
Energieopslag in de vorm van batterijen of accubanken is vaak onderdeel van een off-grid systeem.
Een goed off-grid systeem bouwen? Begin met de juiste berekening voor de benodigde capaciteit van 1) energieopwekking en 2) energieopslag. Beide zijn van groot belang om de verbruikers - de aangesloten elektrische apparaten - blijvend te laten werken op de gewenste manier.
Zet voor een juiste berekening voor het bouwen van een goed werkend off-grid systeem de volgende stappen.
- Bereken het totale dagelijkse stroomverbruik/energieverbruik in Watts.
- Bereken het maximale continue stroomverbruik/energieverbruik in Watts.
- Bereken de maximale stroompiek/verbruikspiek aan vermogen in Watts.
- Kies vervolgens de juiste omvormer, Victron Multi of Quattro voor uw systeem.
- Bepaal hoe lang het systeem onafhankelijk moet kunnen werken zonder extra stroomopwekking.
- Bereken hoe groot de capaciteit van de batterij of accubank moet zijn om dit te ondersteunen.
- En bereken daarna op welke manier u voor dit systeem en de accu voldoende energie opwekt.
We behandelen deze stappen nu een voor een.
1. Bereken het totale dagelijkse stroomverbruik/energieverbruik in Watts
Stap 1: maak een lijstje met alle stroomverbruikers - zowel AC als DC. Noteer de vermogens van alle afzonderlijke apparaten, in W. Noteer vervolgens hoe lang u de apparaten in het systeem gebruikt op dagbasis (24 uur). De verbruiksgegevens van de apparatuur zijn af te lezen op het apparaat zelf.
Voorbeelden
Magnetron (AC) | Verbruik van 1200 W per uur
> De magnetron is 6 minuten per dag in gebruik. Het verbruik in Watts per dag is dan: 1200 x 0,1 (6/60 minuten) = 120 Wh per dag
Koelkast (AC) | Verbruik van 279 kWh per jaar
> Het verbruik in Watts per dag is dan: 279/365 (dagen) = 0,76 kWh per dag = 764 Wh per dag.
Waterpomp (DC) | Verbruik van 1,3A (bij 12V)
> De pomp draait 2 uren per dag. Het verbruik in Watts per dag is dan: 12 x 1,3 x 2 = 31,2 Wh/dag.
Zo ontstaat een volledige lijst met verbruikers. Tel alle vermogens bij elkaar op en u weet het dagelijkse verbruik van het systeem.
We gaan in dit artikel uit van een totaal dagelijks verbruik van 1.8 KWh / dag. Met dit gegeven rekenen we verderop de voorbeelden door.
2. Bereken het maximale continue stroomverbruik/energieverbruik in Watts
Stap 2: bereken het maximale continue stroomverbruik/energieverbruik in Watts van het in te richten systeem. Bepaal hiervoor welke apparaten altijd draaien - denk bijvoorbeeld aan de koelkast. Tel daarbij de vermogens op van de apparaten die samen langere tijd gelijktijdig in gebruik zijn.
3. Bereken de maximale stroompiek/verbruikspiek aan vermogen in Watts
Stap 3: bepaal de stroompiek/verbruikspiek aan vermogen in Watts. Zeker apparaten zoals een hogedrukreiniger genereren een hoge opstart vermogenspiek. Het systeem moet deze wel kunnen opvangen om in werking te kunnen blijven.
Onderstaande afbeelding toont:
- het gemiddelde verbruik van een systeem;
- het grootste verbruik (dat langer duurt dan een piek van enkele seconden), en
- het piekverbruik (dat maximaal enkele seconden duurt).
4. Kies de juiste omvormer, Multi of Quattro voor het systeem
Stap 4: kies het omvormer-vermogen dat past bij het berekende verbruik van uw systeem.
We gaan hierbij even uit van de volgende berekende gegevens:
- Het grootste verbruik in het systeem is 1.250W
- Het piekvermogen is 3.200W
We moeten dus een omvormer kiezen die het piekvermogen van 3.200W probleemloos aan kan.
Tip: bij alle omvormers, Multi’s en Quattro’s op Acculaders.nl kunt u doorklikken naar de bijbehorende productsheet. Hierop zijn eenvoudig de betreffende vermogens af te lezen. Veelal toont die sheet ook meerdere soortgelijke producten. Zo vindt, vergelijkt en kiest u, in één overzicht, snel de juiste omvormer. Een voorbeeld van zo’n overzicht is hieronder te zien.
Beste keus
In dit geval is de Victron Multiplus Compact 12/2000/80 of de Victron Multiplus Compact 24/2000/50 de beste keus. Een grotere omvormer kiezen kan natuurlijk ook altijd. Verderop vertellen we meer over de opties van 12V- en 24V-variant omvormers.
Let op! Bepaal de juiste omvormer zeker ook op basis van de omgevingstemperatuur.
Komt de omvormer te hangen in een machinekamer waar het zomaar 40 graden Celsius kan worden? Dat vermindert het vermogen van de omvormer echt beduidend. Houd bij de keuze voor de omvormer dus ook altijd rekening met de (potentiële) omgevingstemperatuur.
We weten nu hoeveel vermogen het gewenste off-grid nodig heeft om te werken. En we weten welke omvormer nodig is om dit vermogen te kunnen geven aan het systeem.
Nu gaan we berekenen hoe we dit benodigde vermogen kunnen opwekken - zodanig dat de omvormer dit vermogen ook daadwerkelijk ter beschikking heeft voor het systeem.
5. Bepaal hoe lang u wilt dat het systeem onafhankelijk kan werken zonder het opwekken van (extra) stroom
Stap 5: bepaal hoe lang het systeem moet kunnen blijven werken zonder dat stroom opgewekt wordt. Met andere woorden: hoe lang het systeem moet kunnen draaien op alléén de (maximale) capaciteit van uw batterij of accubank. Neem dit voor uzelf in gedachten.
6. Bereken hoe groot de capaciteit van de batterij of accubank moet zijn om het gewenste te ondersteunen
Stap 6: bereken hoe groot de capaciteit van de batterij of accubank moet zijn om het systeem te ondersteunen gedurende het aantal uren of dagen dat (voor u) nodig is. Gedurende deze periode moet alle energie komen uit de batterij of accubank.
Welke accu de juiste is? Dat hangt af van:
- de benodigde capaciteit van de accu;
- de mogelijke diepte van ontlading van de accu, en
- de ontlaadstroom van het systeem.
Het systeem uit dit voorbeeld verbruikt 1.800Wh per dag. De accu is - afhankelijk van het type - voor maximaal 50% te ontladen. De capaciteit van de accu in dit systeem is dan als volgt te berekenen.
- Verbruik per 24 uur = 1.800 Wh
- We rekenen even met een 12V batterij: 1.800 / 12 = 150 Ah
- Maximaal 50% ontladen > resulteert in een 150 / 0,5 = 300Ah accu - om het voorbeeldsysteem gedurende 24 uur van stroom te voorzien.
Tip
Controleer na deze berekening of deze uitkomst valt binnen de aanbevolen accucapaciteit in de productsheet of gebruiksaanwijzing van de gekozen converter (omvormer). Namelijk, de omvormer/converter moet de benodigde vermogens en ontlaadstromen wel kunnen leveren natuurlijk.
Aanvullend
Wilt u dat het systeem 2 x 24 uur moet kunnen draaien op enkel de stroom uit de accu? Dan moet u dus een accucapaciteit toepassen van 2 x 300Ah.
Levering van Mastervolt en Victron accu's
Acculaders.nl kan alle accu’s van Mastervolt en Victron leveren. Wij bieden niet alle accu’s aan op de site omdat we die niet zelf op voorraad (kunnen en willen) houden. Accu’s zijn namelijk onderhoudsgevoelige producten. Dat levert ook een duidelijk voordeel voor de koper van een accu op Acculaders.nl op. Bestelt u een accu via deze site? Dan weet u zeker dat u een verse en nieuwe accu koopt - en niet een batterij die mogelijk al een half jaar of langer in een magazijn ligt. Bestellen van accu’s kan door ons te mailen of te bellen.
7. Tot slot, bereken op welke manier het systeem voldoende energie opwekt voor het gewenste laden van de accu
Stap 7: bepaal op welke manier het systeem voor de accu en de aangesloten apparaten voldoende energie opwekt. Tel hiervoor alle vermogens op die de energiebronnen kunnen leveren. Bepaal dus eerst welke energiebronnen u ter beschikking heeft. En ook hoe lang deze op dagbasis kunnen draaien.
Houd bij deze berekening rekening met alle mogelijke stroombronnen. Stroombronnen kunnen zijn:
- AC generator
- AC Grid / walstroom
- DC zonnepanelen / solar
- DC windenergie / turbine
- DC dynamo
- DC generator
We gaan weer uit van het voorbeeldsysteem waarbij we op dagbasis 1.800Wh nodig hebben om alle apparatuur te kunnen voorzien van stroom.
Op de accubank kunt u - parallel aan de omvormer, Victron Multi of Victron Quattro - een solar laadregelaar aansluiten. Deze zorgt dat de accu’s worden opgeladen. Gebruikt u een Multi of een Quattro? Daarop is ook een AC-bron aan te sluiten - bij de Quattro zelfs twee AC bronnen. Denk bijvoorbeeld aan een generator of aan walstroom, grid of lichtnet.
Dit laatste willen we weliswaar zoveel mogelijk vermijden. Maar het kan ons wel helpen om het systeem en de accu’s van voldoende stroom te blijven voorzien, indien de zonne-energie of windenergie op enig moment tekortschieten.
Zonnesysteem
Gesteld dat we alle energie uit zonnepanelen willen halen, is de berekening globaal als volgt.
Houd altijd rekening met verliezen. Een rendementsverlies van 6% is redelijk om mee te rekenen. Dat betekent dus dat we voor de stroomvoorziening van een systeem met verbruik van 1.800Wh, feitelijk 1.908Wh aan vermogen moeten opwekken.
Maak ook gebruik van deze vuistregel bij zonnepanelen.
Bij het berekenen van het dagelijkse opgewekte vermogen: vermenigvuldig het vermogen van het zonnepaneel met x 2,5. Om terug te rekenen naar het benodigde vermogen delen we dus eerst de 1.908Wh door 2,5. Dat resulteert in 763,20Wp aan zonnepaneelvermogen.
Rond dit af naar boven: zo verkrijgen we 800Wp aan benodigd solar vermogen. Kies daarvoor bijvoorbeeld voor 8 zonnepanelen van 100Wp - die samen een vermogen kunnen leveren van 800Wp.
Let op! Zonnepanelen en de opbrengst in de winter in Nederland
Wilt u het hele jaar door die 1.800 Watt aan vermogen kunnen gebruiken? Dus ook in de winter in Nederland? Dan hebt u nog wel meer vermogen aan zonnepanelen nodig!
Reken erop dat u in de winter in Nederland gemiddeld gezien het Wp vermogen van een zonnepaneel op dagbasis kunt halen. Een zonnepaneel met een Wp vermogen van 100Wp levert in de winter dus gemiddeld slechts 100 Watt op per dag.
Het verschil met de opbrengst in de zomer kan wel factor 8 tot 10 bedragen. Reken je dus nooit rijk met zonne-energie, zeker niet in de winter!
Tool voor berekenen benodigde zonnepaneelvermogen
Met de volgende tool kunt u prima berekenen of de zonnepanelen uw solar systeem wel of niet voldoende kunnen voorzien van stroom: https://re.jrc.ec.europa.eu/pvg_tools/en/tools.html
Tip: leer even omgaan met deze tool en u hebt er heel veel aan!
De genoemde tool geeft een goed en eerlijk beeld van de opbrengst van de zonnepanelen gedurende het hele jaar. In deze tool valt ook direct het enorme verschil op tussen de opbrengst in de zomer en in de winter.
Wat óók opvalt is het verschil in accucapaciteit. Een grotere accu geeft gewoon meer buffer - en daarmee minder dagen met een lege accu.
Ook de hellingshoek en de plaatsing van de zonnepanelen is van groot belang voor een goede opbrengst van uw zonnepanelen.
Kortom, de genoemde tool kan u zeker behoeden voor een aankoop waar u te weinig of niets aan heeft.
Het heeft echt géén zin om te denken: "Het zal toch wel kunnen met een kleiner zonnepaneel of een kleinere accu..." om er later achter te komen dat het tóch niet werkt... Deze tool helpt dus goed bij uw keus voor de juiste solar vermogens.
Twijfelt u? Raadpleeg ons en we voorzien u van een eerlijk advies.
Zonnepaneel set
Stel, die 800Wp is te hoog. Bijvoorbeeld omdat in uw situatie het oppervlak van 8 panelen niet is te plaatsen. Kijk dan eens naar bijvoorbeeld de volgende oplossingen.
Plaats bijvoorbeeld 4 zonnepanelen. Dat betekent natuurlijk wel dat u de helft aan vermogen tekort komt. Uw systeem zal dan dus binnen een halve dag - in plaats van een dag - uitvallen.
In dit geval valt de keuze dus al gauw op het gebruik van een generator of bijvoorbeeld het stroomnet/lichtnet, om zo het systeem aan te vullen met de benodigde energie.
Kijk ook eens naar windenergie als alternatief!
Een tip van ons: kijk ook eens naar windenergie als alternatief voor zonnepanelen.
Hebt u de ruimte en kunt u op het land 'hoogte maken'? Dan is een windturbine of windgenerator een prima alternatief voor zonne-energie. Wind is er namelijk vrijwel altijd - en ook 's nachts. Het laden en onderhouden van de accubank gaat met wind dus 24 uur per dag door. En met zonne-energie alleen overdag, met voldoende zon.
De juiste MPPT laadregelaar voor het systeem
Bij de keus van het juiste of gewenste vermogen aan zonnepanelen komt ook de keus voor de juiste solar MPPT laadregelaar (Wij adviseren voor off-grid systemen alleen de MPPT laadregelaars te gebruiken vanwege de hogere efficiënte en daarmee opbrengst t.o.v. de PWN laadregelaars). De keus voor de juiste MPPT hangt af van hoe u de zonnepanelen schakelt. U kunt zonnepanelen in serie plaatsen (tel dan de open klemspanningen bij elkaar op voor het totale binnenkomende voltage) of u kunt de zonnepanelen parallel plaatsen. Bij parallel plaatsen van zonnepanelen blijft de open klemspanning gelijk (dus als u 2 zonnepanelen met 20V open klemspanning parallel schakelt dan geeft het geheel ook 20V aan open klemspanning). Bij een MPPT laadregelaar wordt altijd aangegeven voor welk voltage deze geschikt is en welk vermogen aan ampère de laadregelaar maximaal kan geven. Het voltage waarvoor de MPPT geschikt is moet u vergelijken met de opgetelde open klemspanningen van uw opstelling aan zonnepanelen. U kunt hierin wat schuiven met serie en parallele schakeling van zonnepanelen om zo een gunstig geprijsde laadregelaar te vinden (hoe hoger het voltage hoe hoger de prijs). Hierin kunt u dus wat schuiven door bijvoorbeeld 2 parallel strings te maken die u in serie plaatst. Hoe u zonnepanelen het beste plaatst en met elkaar verbindt is ook weer afhankelijk van de omstandigheden ter plaatse. Belangrijk is altijd wel om de opgetelde open klemspanningen uit uw seriegeschakelde zonnepanelen nooit boven het aangegeven voltage uit te laten komen van de laadregelaar.
U zult in ieder geval altijd meer energie in Watts aan het systeem moeten leveren dat dat het systeem verbruikt. Waarom meer? Meer is nodig omdat een dergelijk energiesysteem altijd verliezen aan rendement heeft. Hoedt dus altijd rekening met de nodige verliezen bereken altijd alles ruim.
Monitoren van uw systeem
Om uw systeem goed te monitoren en te configureren kunt u gebruik maken van een accumonitor zoals de Victron Batterij Monitor BMV-712 Smart en een systeemmonitor zoals de Victron Color Control GX. U kunt uw systeem vaak ook via een netwerkkabel aansluiten op uw laptop en gebruik maken van de software die door de leverancier van het product wordt aangeboden. Monitoren en configureren kan vaak ter plekke, maar soms ook op afstand via internet. Op de Victron Color Control GX kunt u bijvoorbeeld gemakkelijk een GX GSM internet dongle aansluiten waarmee u vervolgens uw systeem overal online kunt monitoren/ bewaken.
Vuistregels en tips
Als afsluiting willen we u nog een aantal belangrijke vuistregels en tips meegeven om een juiste berekening te kunnen maken voor uw systeem.
Een belangrijke vuistregel is de volgende: Alle bronnen van energie moeten altijd een gelijke of hogere energie (in Watts) kunnen leveren dan de hoeveelheid energie die het systeem nodig heeft om goed te werken inclusief de rendementsverliezen (dus reken altijd met een voldoende ruime marge).
Een vuistregel bij de keus van een zonnepaneel is de volgende: een zonnepaneel levert ongeveer 2,5 x het Wp vermogen van het zonnepaneel op dagbasis. Een 100Wp zonnepaneel levert dan dus maximaal zo’n 250W per dag op.
Een tweede belangrijke regel in de berekening van uw systeem is de volgende: Wees realistisch en bereken alles ruimschoots. Denk niet te snel dat het wel zal werken of dat het wel zal lukken. Bereken goed wat u nodig heeft en reken daar bovenop een ruime marge. Er zijn meerdere situaties denkbaar waardoor meer capaciteit nodig is. Het kan zijn dat u op een later eens een ander apparaat in het systeem bijplaatst of dat de capaciteit van de accu’s terugloopt of dat de zonopbrengst van de zonnepanelen wat tegenvalt op winterse dagen (factor 8 tot 10 minder dan op zomerse dagen), etc. etc. Bepaal de benodigde vermogens dus echt ruimschoots.
Disclaimer
Ondanks een grote mate van zorgvuldigheid in het vervaardigen van de content op deze pagina, is Acculaders.nl niet aansprakelijk voor onverhoopte fouten, onvolledigheid of andere tekortkomingen van deze uitleg. Noch kan Acculaders.nl, zijnde wederverkoper en géén installateur, aansprakelijk worden gesteld voor enig foutief gebruik van de via ons gekochte producten en eventuele negatieve gevolgen daarvan. Lees altijd de gebruiksaanwijzing, ken de van toepassing zijnde wet- en regelgeving en win bij twijfel altijd verder informatie in. Zie ook onze disclaimer: 4.b Content en aansprakelijkheid.
