Noodstroom met netgekoppelde zonnepanelen "wisselspanningsoplossing"
Wil je bij uitval van het openbaar elektriciteitsnet toch gebruik maken van de elektriciteit van je zonnepanelen? In dit artikel hebben een oplossing beschreven die relatief eenvoudig is uit te voeren. Bij een juiste dimensionering van de accu's zou je zelfs zeer langdurige stroomstoringen kunnen overbruggen van weken zelfs jaren dus onafhankelijk kunnen zijn van het openbaar elektriciteitsnetwerk.
Het voordeel van deze gekozen oplossing is dat je gebruik kan blijven maken van netgekoppelde zonnepanelen. Aan je bestaande installatie van de zonnepanelen met de netgekoppelde omvormer hoef je dus niets te veranderen. Behalve even de netsteker omsteken naar je "noodnet".
Natuurlijk kan je een noodstroomvoorziening maken waarbij de zonnepanelen rechtstreeks via een laadregelaar aangesloten zijn op de accu's. Zo'n oplossing wordt gekozen als je een geheel autonome elektriciteitsvoorziening wilt hebben. Meestal omdat ter plekke totaal geen openbaar elektriciteitsaansluiting beschikbaar is. Een netgekoppelde (normale) zonnepaneelinstallatie bouw je niet "even" om naar zo'n autonome noodstroomvoorziening. Daar ben je een paar uur mee zoet. De kans bestaat dat als je klaar bent met de ombouw de stroomstoring weer voorbij is.
Netgekoppelde zonnepanelen via de bestaande omvormer koppelen aan een accu
Deze oplossing heeft een aantal voordelen.
- Aan de bestaande zonnepaneelinstallatie hoef je niets te veranderen.
- Werkt met string of micro omvormers.
- Teruglevering zonnepaneelenergie aan het openbaar elektriciteitsnet blijft van toepassing
- Automatische omschakeling zonder onderbreking
- Accu wordt automatisch geladen gehouden, ook bij een stroomstoring
- Ook bij zonsondergang noodstroom
De zon gaat voor niets op maar:
- Omvormer-lader is flink aan de prijs
- Accu's zijn zwaar en duur
- Accu's hebben een beperkte levensduur
- Omvormer-lader heeft een eigen verbruik (klein maar toch)
- Bij grote stromen maakt de omvormer-lader een brommend geluid en gaan de ventilatoren draaien.
Wij hebben met deze oplossing inmiddels jarenlang ervaring. Wij hebben destijds gekozen voor de Victron MultiPlus omvormer-lader. De belangrijkste keuzen die je moet maken is het maximale vermogen van de omvormer-lader moet kunnen leveren en de capaciteit van de accu.
In onderstaande illustratie hebben we de meest voor de hand liggende situatie geschetst. Dat is dat je bij uitval van het net handmatig wat handelingen verricht. Je haalt de steker(s) van de zonnepaneelomvormers uit hun normale aansluiting, die tot op dat moment aan het net gekoppeld waren, en verbindt ze dan gedurende de elektriciteitsuitval (en zo lang daarna als je wilt) aan het noodstroom net (rechts van de MultiPlus). De koelkast, vriezer en tv, of wat voor apparaten dan ook die je wil laten werken, haal je tijdens die netuitval ook uit hun normale netaansluiting en verbindt ze op het noodstroomnet. Dit handmatig overschakelen vereist wel dat je thuis bent.
Natuurlijk kan je hier ook een permanente oplossing van maken. Daarbij zijn de zonnepaneelomvormers altijd aangesloten op het noodstroomnet (rechts in de illustratie) en zijn de "te beschermen" apparaten zoals hier koelkast, vriezer en tv ook altijd op het noodstroomnet aangesloten.
Maar zo'n permanente opstelling is in een bestaand huis eigenlijk niet uitvoerbaar. Dat komt omdat in je huis je geen aparte bedrading (buizen) hebt van de "beschermde" apparaten naar de MultiPlus. Die bedrading loopt juist naar de meterkast. Dat betekent dat je geen gebruik kan maken van de bestaande 230 Volt installatie die in de pvc leidingen ligt in je huis. Of je moet tijdens de bouw van het huis hier al rekening mee hebben gehouden. Een andere oplossing is dat je nieuwe leidingen in je muren gaat hakken, maar dat lijkt niet praktisch. Blijft dus over dat je de beschermde apparaten met (permanent!) op de vloer losliggende kabels aan moet sluiten op het noodstroomnet. Dat is ook niet praktisch. Vandaar dat wij dit voorstellen om het overschakelen handmatig te doen, je moet toch de kabels van vriezer naar noodstroom net toch "op de vloer uitleggen". Zodra de elektriciteitsuitval voorbij is ruim je de kabels weer op en steek je de zonnepaneelomvormers weer even om.
Realiseer overigens dat het gezamelijke vermogen van alle apparaten die beschermd moeten worden niet het vermogen van de MultiPlus mag overschreiden, tenzij geld geen rol speelt zal je dus altijd keuzes moeten maken.
De werking
Bij normaal gebruik, als er dus geen stroomstoring is, zal het noodstroomnet (via de omvormer-lader) gekoppeld zijn aan het openbaar elektriciteitsnet. De zonnepanelen kunnen dus gewoon hun energie terugleveren aan het net. In deze situatie zal de omvormer-lader er voor zorgen dat de accu's perfect geladen blijven.
Wanneer zich een stroomstoring voordoet zal binnen twintig duizendste seconde de MultiPlus zich van het openbaar elektriciteitsnet loskoppelen en zal zelf 230 Volt bij 50 Hz gaan leveren. Die overname gaat zo snel dat de aangesloten apparaten daar (uitzondering daargelaten) niets van merken.
Stel dat de stroomstoring in de nacht plaatsvindt, dan zal de energie geleverd worden door de accu. Die zal gedurende de nacht dus steeds leger raken. Zodra de zon opkomt zullen de zonnepanelen via de zonnepaneelomvormer(s) energie gaan leveren. In eerste instantie een klein beetje. De accu zal dan wat minder zwaar belast worden. Op een gegeven moment zullen de zonnepanelen zelf haast evenveel vermogen leveren als de aangesloten apparaten nodig hebben. In dat geval zal de accu haast niet belast worden.
Teruglevering gaat naar accu's
Wanneer de zon nog verder stijgt of dat bepaalde apparaten uitgezet worden, zal energie van de zonnepanelen "over" blijven. Deze energie zal de MultiPlus omvormer-lader instromen. Deze zal dan de accu weer gaan opladen. De zonnepanelen leveren op dat moment dus elektriciteit voor de aangesloten apparaten én voor het laden van de accu.
Wanneer de zon achter een wolkje verdwijnt zal mogelijk niet genoeg vermogen geleverd worden voor de apparaten, in dat geval springt de MultiPlus weer bij en zal de elektriciteit gaan leveren die hij uit de accu betrekt. Als het wolkje weer weg is leveren de zonnepanelen weer voldoende vermogen en zal de accu weer verder opgeladen worden.
Hoge hoed
Afhankelijk van het aantal zonne uren zal op een gegeven moment de accu volgeladen zijn. Dan is de vraag, waar gaat dan het vermogen van de zonnepanelen naar toe? Dan tovert de MultiPlus nog een extra konijn uit zijn hoge hoed. Wat er feitelijk moet gebeuren is dat het vermogen van de zonnepanelen teruggeregeld moet worden of zelfs compleet uitgeschakeld moet worden. Immers, net als bij het openbaar elektriciteitsnet moet de elektriciteitsproductie en verbruik exact in balans zijn. Dit wordt gerealiseerd doordat de MultiPlus zijn frequentie van 50 Hz laat stijgen. Hierdoor zullen de zonnepaneelomvormers hun vermogen gaan terugregelen. Door het variëren van de frequentie, en dus het variëren van het vermogen die de zonnepaneelomvormer afgeeft, zal steeds een balans gevonden worden tussen de elektriciteitsproductie van de zonnepanelen een het verbruik van de apparaten (en eventueel benodigde laadstroom voor de accu's).
VDE4105 norm
Wanneer alle apparaten uit staan en de accu geheel opgeladen is zal de MultiPlus er voor zorgen dat de zonnepaneelomvormers totaal geen energie meer zal leveren. Het kunnen regelen van het vermogen van de zonnepaneelomvormers door de frequentie te verhogen is vastgelegd in de VDE4105 norm. Niet alle zonnepaneelomvormers ondersteunen deze norm. Maar ook dat hoeft geen probleem te zijn. Dan zal de MultiPlus de zonnepaneelomvormers uitschakelen doordat de frequentie boven 50,2 Hz komt (of welke grens ook noodzakelijk is voor die zonnepaneelomvormers). Op dat moment levert de MultiPlus de energie uit de accu's. Zodra na enige tijd de accu's een beetje ontladen zijn zal de MultiPlus de frequentie weer laten zakken (allemaal instelbaar) waardoor de zonnepaneelomvormers weer ingeschakeld worden. Op dat moment krijgen de apparaten weer de energie van de zonnepanelen en wordt ook de accu weer opgeladen. Dit blijft zo tot de accu weer vol is en dan begint de cyclus van voren af aan.
Voorwaarde
De hierboven omschreven noodstroomvoorziening met zonnepanelen werkt alleen maar zolang voldaan wordt aan één voorwaarde. Het vermogen van de zonnepaneel omvormer, feitelijk het maximaal te leveren vermogen van de zonnepaneel omvormer(s), mag niet groter zijn dan het vermogen wat de omvormer lader, hier de Victron MultiPlus, kan leveren. Gebruik je een als voorbeeld een Victron MultiPlus C24/2000/50 (of C12/2000/80), die een maximaal vermogen kan leveren van 2000 Watt dan mag de zonnepaneel omvormer maximaal 2000 Watt leveren. Een zonnepaneelomvormer die minder vermogen levert is goed, meer niet. Dan zal je een bijvoorbeeld een MultiPlus 24/3000/70 (of 12/3000/120) of nog zwaarder moeten gebruiken
Foutje of aanvulling? Stuur ons een reactie
