Na benaderd te zijn installatie van fotovoltaïsche panelen, lijkt het ons logisch om het onderwerp batterijen te behandelen, essentieel voor de realisatie van een autonome zonne-installatie of om het eigen zonne-verbruik te vergroten. Als je hebt gekozen voor een off-grid installatie die dus niet is aangesloten op het elektriciteitsnet, dan zal de elektriciteit die door je zonnepanelen wordt geproduceerd, in batterijen moeten worden opgeslagen om vervolgens naar behoefte te kunnen worden gebruikt. Bij eigen verbruik wilt u misschien ook een deel van uw geproduceerde energie opslaan in plaats van deze rechtstreeks op het netwerk door te verkopen. Om dit te doen, zijn er verschillende keuzes van batterijen voor u beschikbaar.
Laten we de balans opmaken van stationaire zonnebatterijtechnologieën in 2022.
Herinneringen over hoe een batterij werkt
De batterij is een elektrochemisch apparaat dat wordt gebruikt om elektriciteit op te slaan en vervolgens te leveren. Het bestaat uit twee elektroden: de anode en de kathode die beide in vloeistof baden, een pasta of een gel die elektrolyt wordt genoemd, een medium dat de overdracht van elektronen, dus elektriciteit, mogelijk maakt.
De elektroden reageren met de elektrolyt om chemische energie om te zetten in elektrische energie. Inderdaad, de elektroden zijn samengesteld uit verschillende materialen die een elektrische spanning veroorzaken, aangezien wanneer het circuit gesloten is, de anode de neiging heeft elektronen af te geven terwijl de kathode de neiging heeft ze aan te trekken. Tijdens deze reactie ontlaadt de batterij geleidelijk.
Tijdens het opladen vindt een omkering van het chemische proces plaats, waardoor de elektroden kunnen worden geherstructureerd. Tijdens het ontladen en opladen van de batterij heeft de batterij de neiging om geleidelijk te verslijten en na verloop van tijd wat van zijn capaciteit te verliezen. Dit wordt ontladingsgevoeligheid genoemd. Dus, afhankelijk van het type batterij dat wordt gebruikt, kan de gevoeligheid voor ontlading variëren, waardoor de levensduur van de batterij soms aanzienlijk wordt verlengd of verkort. Het is daarom essentieel om het juiste type batterij te kiezen op basis van het gewenste gebruik.
Wat zijn de verschillende soorten batterijen?
Er zijn drie hoofdtypen batterijen:
- de loodzuur batterijen zijn de bekendste, de oudste en de goedkoopste om te kopen. In deze categorie vinden we bijvoorbeeld lood/zuuraccu's die worden gebruikt om auto's te starten. Over het algemeen hebben loodbatterijen een lage energiedichtheid, waardoor ze weinig energie kunnen opslaan op basis van hun gewicht. Het zullen dus vooral zware batterijen zijn om te hanteren, maar bij stationaire opslag is dit criterium niet zo belangrijk. Daarentegen zijn deze batterijen eerder geschikt in situaties waar zeer snel een grote hoeveelheid energie nodig zal zijn.
- de lithium batterijen, waarvan de technologie de nieuwste is, hebben een langere levensduur maar zijn veel gevoeliger voor onderhoud. Hun aankoopprijs is hoger, maar begint democratischer te worden. Hun energiedichtheid is hoog, waardoor ze vrij lichte batterijen zijn om te hanteren. Vanwege hun elektrochemische gevoeligheid vereist het gebruik van lithiumbatterijen echter een Battery Management System of BMS, dwz een circuit waarmee de spanning tussen elke cel van de batterij opnieuw kan worden gebalanceerd. Dit BMS kan worden geïntegreerd of moet worden toegevoegd, afhankelijk van het gekozen merk. Dit zijn dus batterijen die ingewikkelder en duurder kunnen zijn om te installeren, maar die een garantie vormen voor veiligheid en prestaties voor een langdurige installatie.
- de nikkel batterijen zijn de derde beschikbare technologie. Dit zijn robuuste batterijen die gemakkelijk twintig jaar meegaan als ze regelmatig worden onderhouden. Aan de andere kant zijn dit batterijen die kunnen worden gereconditioneerd om hun levensduur te verlengen. Nikkelbatterijen kunnen echter problemen veroorzaken voor het milieu en bij recycling. Het meest vervuilend waren nikkel-cadmiumbatterijen, die tegenwoordig gelukkig verboden zijn.
Welke accu gebruik ik voor mijn zonne-installatie: onze vergelijking?
Ondanks de groei van lithiumbatterijen behoudt de technologie voor loodzuurbatterijen een marktaandeel voor zonne-energie. In werkelijkheid; hun voordelige prijs maakt ze interessante batterijen voor kleine installaties. Vooral als ze tijdelijk of voor korte periodes worden gebruikt. Dit zijn batterijen die in het beste geval een gemiddelde levensduur hebben van ongeveer tien jaar en mits de aanbevolen ontladingsdiepte gerespecteerd wordt.
Sommige loodzuuraccu's zijn geoptimaliseerd voor diepere ontladingen. Dit is met name het geval voor AGM- of opzs-batterijen die zeer interessante eigenschappen kunnen hebben voor uw zonne-installatie, terwijl ze binnen een redelijk budget blijven.
De volgende tabellen zijn afkomstig uit de video:
Vergelijking van loodaccu's
| Type batterij | Lood/zuur | AGM | AGM Supercycle | Gel | OPzS | opzv |
|---|---|---|---|---|---|---|
| Gemiddelde aankoopprijs | Ongeveer 100 euro per kWh | Ongeveer 190 euro per kWh | Ongeveer 250 euro per kWh | Ongeveer 200 euro per kWh | Ongeveer 340 euro per kWh | Ongeveer 410 euro per kWh |
| Diepte van ontlading | 80% | 100% | 90% | 80% | 80% | |
| Mogelijk aantal cycli afhankelijk van de ontladingsdiepte | 30% = 800 cycli 50% = 500 cycli 70% = 300 cycli |
30% = 1500 cycli 50% = 600 cycli 70% = 400 cycli |
40% = 1000 cycli 60% = 700 cycli 100% = 300 cycli |
30% = 1800 cycli 50% = 750 cycli 70% = 500 cycli |
30% = 4400 cycli 50% = 2500 cycli 70% = 1350 cycli |
30% = 4600 cycli 50% = 2600 cycli 70% = 1400 cycli |
| ontlaadsnelheid: | Lente | Aanvaardbaar | Lente | Snel | Snel | |
| Energiedichtheid | Zwak (zware batterij) | Zwak (zware batterij) | Lichter dan standaard AGM-batterijen | Zwak (zware batterij) | Zwak (zware batterij) | Zwak (zware batterij) |
| Geheugeneffect | laag | Geen geheugeneffect | laag | laag | laag | |
| opbrengst | 80% | 95% | 90% | 85% | 85% | |
| BMS vereist | niet | niet | niet | niet | niet | |
| afdichting | niet | oui | oui | oui | niet | oui |
| Onderhoud | Soms is het nodig om elke 6 maanden vloeistof toe te voegen | Vereist vrijwel geen onderhoud | Zeer weinig onderhoud nodig | Vereist soms de toevoeging van vloeistof | Vereist vrijwel geen onderhoud | |
In autonomie, of voor grotere installaties, wordt het essentieel om de geproduceerde energie efficiënt op te slaan. Lithiumbatterijen bieden veel voordelen. Minder omslachtig, uitgerust met een betere afdichting maar ook met een langere levensduur, de praktische aspecten doen je snel de aanschafprijs vergeten die hoger blijft. Hun levensduur is ook ongeveer tien jaar, maar hun ontladingsdiepte is flexibeler, waardoor ze betere prestaties leveren!!
Vergelijking van lithiumbatterijen
| Type batterij | Lithium-ijzerfosfaat LiFePO4 of LiFe |
Lithiumtitaniumoxide LTO |
|---|---|---|
| Gemiddelde aankoopprijs | Ongeveer 480 euro per kWh | Ongeveer 600 euro per kWh |
| Diepte van ontlading | 95% | 95% |
| Mogelijk aantal cycli afhankelijk van de ontladingsdiepte | 30% = 10000 cycli 50% = 4500 cycli 70% = 3000 cycli |
30% = 20000 cycli 50% = 9000 cycli 70% = 6000 cycli |
| ontlaadsnelheid: | Snel | Snel |
| Energiedichtheid | Sterk (lichte batterij) | Sterk (lichte batterij) |
| Geheugeneffect | Erg zwak | Erg zwak |
| opbrengst | 95% | 97% |
| BMS vereist | oui soms geïntegreerd |
oui |
| afdichting | oui | oui |
| Onderhoud | Vereist vrijwel geen onderhoud | Vereist vrijwel geen onderhoud |
Ten slotte zijn nikkelbatterijen geschikt voor installaties die onder complexe omstandigheden worden uitgevoerd. Ze ondersteunen de ontlading
diep, overladen en bijna geen onderhoud nodig, behalve dat het waterdicht is. Aan de andere kant zijn dit batterijen die voldoende zullen zijn
duur om te kopen. Ze zullen echter bijzonder nuttig zijn voor het uitvoeren van installaties op een geïsoleerde locatie of in klimatologische omstandigheden.
complexen.
Nikkel batterij vergelijking
| Type batterij | NiCd (cadmium = vervuilend) | NiMH | NiFe (nikkel/ijzer) |
|---|---|---|---|
| Gemiddelde aankoopprijs | Ongeveer 400 euro per kWh | Ongeveer 700 euro per kWh | Ongeveer 500 euro per kWh |
| Diepte van ontlading | 85% | 85% | 85% |
| Mogelijk aantal cycli afhankelijk van de ontladingsdiepte | 70% = 2000 cycli | 70% = 2000 cycli | 70% = 2400 cycli |
| ontlaadsnelheid: | Snel | Snel | Vrij snel |
| Energiedichtheid | Sterk (zeer lichte batterij) | Sterk (zeer lichte batterij) | Sterk (lichte batterij) |
| Geheugeneffect | belangrijk | laag | laag |
| opbrengst | 90% | 90% | 80% |
| BMS vereist | facultatief | facultatief | niet |
| afdichting | oui | oui | oui |
| Onderhoud | Vereist vrijwel geen onderhoud | Vereist vrijwel geen onderhoud | Vereist vrijwel geen onderhoud |
Naast de criteria die rechtstreeks verband houden met de te gebruiken batterijtechnologie, moeten ook andere elementen in aanmerking worden genomen. Opslagcapaciteit is een belangrijk punt, aangezien uw installatie alle opgewekte energie moet kunnen opslaan. De duur van de garantieperiode is ook een interessant punt om te bestuderen aangezien het nogal een variabele parameter is volgens de verschillende leveranciers!! Ten slotte moet ervoor worden gezorgd dat de gekozen batterijen compatibel zijn met de rest van de zonne-installatie.
Hoe worden afgedankte batterijen gerecycled?
De volgende video geeft een overzicht van het batterijrecyclingproces in Frankrijk:
Het gaat om recycling in verschillende fasen met chemische processen die onder meer gericht zijn op het terugwinnen van gezuiverde metaalzouten die kunnen worden gebruikt om nieuwe batterijen te maken. Gezien de complexiteit van recycling, is het gemakkelijk te begrijpen dat het belangrijk is om batterijen te gebruiken die een aanzienlijke levensduur kunnen hebben, waardoor de noodzaak om ze te vervangen en dus te vaak te recyclen, wordt verminderd.
Om de levensduur van uw batterijen te optimaliseren, kunnen enkele tips nuttig zijn. Door de batterijen binnenshuis en op een gematigde plaats op te slaan, wordt hun capaciteit geoptimaliseerd. In feite verdragen batterijen hitte of te koude temperaturen niet goed, en zijn ze niet allemaal gelijk in het licht van vochtigheid. De optimale bedrijfstemperatuur voor een loodzuuraccu is bijvoorbeeld 19°C. Aan de andere kant moeten de batterijen tijdens de installatie zo worden geplaatst dat er een ruimte tussen hen overblijft. Tijdens het gebruik zullen uw batterijen warmte produceren die het apparaat snel kan beschadigen als er niets wordt gedaan om het goed te evacueren. Ten slotte is het belangrijk om de aanwijzingen van de leverancier te respecteren, in het bijzonder met betrekking tot de optimale diepte van de lossing.
Virtuele batterijen? De batterij van Start-Ups!
De zonne-energiesector evolueert voortdurend en er verschijnen regelmatig nieuwe technische oplossingen. Dus als u een installatie wilt uitvoeren, is het mogelijk dat u de termen " virtuele batterij"of" thermische batterije" tijdens uw zoekopdracht.
La virtuele batterij is een "on-grid" energieopslagoplossing. De overtollige geproduceerde energie wordt geïnjecteerd in het netwerk van uw leverancier, dat compatibel moet zijn, en kan vervolgens worden 'teruggenomen' in de vorm van geautoriseerd energiekrediet wanneer nodig. Deze oplossing vereist echter noodzakelijkerwijs een installatie voor eigen verbruik die op het netwerk is aangesloten. Het heeft ook een kost van uw energieleverancier. Sommige landen beginnen deze praktijk te belasten, zoals België met de Prosumentenbelasting.
Tot slot, thermische batterij bestaat uit het opslaan van energie niet in de vorm van elektriciteit, maar direct in de vorm van warmte, bijvoorbeeld in een warmwatertank. Deze optie verlaagt de rentabiliteit van uw zonne-installatie drastisch aangezien een elektrische kWh veel duurder is dan een thermische kWh.