Autarkie: geen besparing, maar wel prioriteit

Autarkie (zelfvoorzienendheid) is het toverwoord bij zonnepaneel installaties. Er is allesbehalve een eenduidige interpretatie van ‘autarkie’ op energiegebied.

De een zegt dat je 100% zelfvoorzienend bent als je op een zonnige dag precies genoeg stroom opwekt dan je gebruikt. Je hebt dan een nul-op-de-meter voor één dag en levert in principe niets terug. Op jaarbasis kom je met een dergelijk systeem niet boven de 25% van je totale verbruik.

Een ander zegt zelfvoorzienend te zijn als de totale hoeveelheid opgewekte energie op jaarbasis gelijk is (of meer is) dan je in diezelfde periode gebruikt. Aan die definitie voldoen we sinds ons energieverbruik in balans is.

Volledige autarkie is in ons klimaat vrijwel niet haalbaar: zoveel stroom produceren én opslaan dat dag/nacht en zomer/winter verschillen zelf kunnen worden opgevangen. In onze situatie zouden we de hoeveelheid zonnepanelen tenminste moeten verdubbelen én tien accupakketten ter grootte van een Tesla moeten installeren om bijvoorbeeld december door te komen. Praktisch gezien is dat onuitvoerbaar, zowel omwille van kosten als ruimte.

Salderingsregeling

Desalniettemin zoeken we naar een zo hoog mogelijk percentage autarkie. Momenteel kan er nog volledig worden gesaldeerd, en kan stroom die overdag wordt teruggeleverd even later kosteloos van het grid worden onttrokken. Alle energieleveranciers in Nederland hanteren een dergelijke salderingsregeling.
Lever je meer stroom terug dan je verbruikt ontvang je een terugleververgoeding. Omdat we gebruik maken van Van de Bron energie, ontvangen we hiervoor de hoogste vergoeding die er is: €0,11 per kWh. Maar hoe minder er teruggeleverd is, hoe beter voor de efficiency van de installatie.

Hoe krijg je zoveel mogelijk autarkie?

Om het percentage autarkie zo hoog mogelijk te maken (dus zoveel mogelijk opgewekte stroom zelf te gebruiken) hanteren we een duidelijke strategie, waarbij gezond verstand en slimme technologie hand in hand gaan.

  • Een gedeelte van de installatie is aangesloten op een accusysteem. De accu wordt gebruikt om ‘s nachts de het netwerk, de beveiliging, pompen, servers en vriezers te voorzien van stroom en kan effectief ruim 6kWh aan stroom leveren – voldoende voor meer dan een etmaal. Daarnaast wordt de elektrische motor geladen via de accu. En de accu wordt uitsluitend gevuld met zonne-energie. (Er volgt nog een aparte blogpost over stroomopslag.)
  • Nachtstroom is tot een minimum beperkt. Zo zijn de starttijden van de vaatwassers, wasmachines, wasdrogers niet meer uitgesteld om gebruik te kunnen maken van goedkope nachtstroom, maar van gratis zonnestroom. Doordat we drie wasmachines, drie vaatwassers en twee wasdrogers hebben, kan hierdoor optimaal gepland worden.
  • De warmtepomp hoeft in de periode medio mei t/m medio oktober maar beperkt te draaien; de heat pipes voorzien de woning voor het overgrote deel van warm water. Maar de uren dat de warmtepomp draait, zijn beperkt tot de uren met voldoende daglicht. Hierdoor wordt er een continue stroom van ruim 600W direct verbruikt van de PV-energie.
  • We hebben twee elektrische auto’s (Renault Zoe’s en Hyundai Kona) waar een stroombuffer van 1x22kWh en 1x 64kWh in kan worden opgeslagen. In de praktijk laten we autobatterij niet volledig ontladen staan omdat je de auto ook wilt kunnen gebruiken. Maar het laden verloopt via een aparte computer met een regelunit die opgewekte stroom, thuisverbruik en laadcapaciteit optimaal inregelt. (Er volgt nog een blogpost over deze innovatieve technologie.)

Optimaal thuisverbruik: er wordt halverwege de dag totaal bijna 13kW vermogen via de zonnepalen opgewekt. Hiervan gaat ruim 10kW naar een van de elektrische auto’s en ca. 0,5kW naar de woning.

Toekomst

De komende jaren zullen we verder investeren om de autarkie te verhogen. Op de middellange termijn planning staat een accupack van ca. 30kWh op het drie fase PV-systeem gepland, en mogelijk een kleine windmolen om gedurende zon-arme maar winderige dagen de autarkiegraad te verhogen.

Verbruik naar bron (direct, via accu of via grid) van een van de PV systemen. De accu voorziet alle vitale apparatuur in en rond de woning (servers, beveiliging, pompen, vriezers, noodverlichting).

Spreiding of optimalisatie van zonnepanelen?

In de post van 24 november over het energieplan zijn een aantal uitgangspunten genoemd die belangrijk zijn geweest bij het uitwerken van de zonnestroom installatie. De eerste is ‘spreiding van opbrengst is belangrijker dan de optimalisatie ervan’.

In de ideale PV-wereld geeft de maan net zoveel licht als de zon, straalt er de hele dag vanuit één hoek licht, is het 24 uur per dag onbewolkt en komt de temperatuur niet boven de 10º. Die wereld bestaat gelukkig niet, maar als die bestond, hadden we aan 6 panelen meer dan voldoende voor de 15.000kWh per jaar. De lichtintensiteit, zonnestand, bewolking en temperatuur hebben een astronomisch effect op het rendement van de panelen.

Waar we op een extreem zonnige vroege zomerdag ruim 150kWh binnenhalen, is een hele grauwe winterse dag net goed voor 3kWh. Een factor 50 verschil! Minder groot is het verschil per maand. De donkere decembermaand geeft toch nog ruim 400kWh, zes keer minder dan een opgeruimde juni maand.

Dag en nacht
In verhouding niet minder groot, maar wel makkelijker overbrugbaar, is het verschil tussen dag en nacht. Een gemiddelde dag levert 50kWh op. Een gemiddelde nacht niets. Maar door het nachtverbruik te reduceren tot een enkele lamp en adaptor en het dagverbruik te optimaliseren door te wassen en de auto’s te laden, kan een groot deel van de opgewekte stroom direct verbruikt worden.

Optimale hellingshoek en positie?
Het directe verbruik kan worden vergroot door de zonnepanelen mee te laten draaien met de zon. Dat is in de praktijk lastig en kostbaar. We hebben daarom gekozen voor het gebruik van verschillende dakdelen, met verschillende hellingshoeken en situering.

Vrijwel elke zonnepaneel adviseur zal voorstellen om de plaatsing van panelen te beperken tot de optimale ligging en hellingshoek. Het enige dat telt is een snelle terugverdientijd en een lage prijs per Wattpiek.

Zonnestand
We hebben primair gekeken naar een betere spreiding rekening houdend met tijd van dag, en dag van jaar. Omdat er meerdere gebouwen op ons terrein staan met verschillende dakhoeken, hebben we de mogelijkheid om te spreidee zonhoek in de winter is lager dan in de zomer. Een hoge hellingshoek van de panelen levert je meer op aan het begin/eind van de (zomer)dag, en is profijtelijker in de wintermaanden. Mede om die reden zijn 24 van de 96 zonnepanelen onder een hoek van 45º geplaatst, westelijk gesitueerd.
Om ook de ochtendzon zoveel mogelijk uit te nutten, zijn 24 panelen aan de oostzijde opgesteld onder een hellingshoek van 23º. Daarnaast zijn 24 panelen naar het westen gericht onder 23º en zijn de laatste 24 panelen volgens het boekje optimaal opgesteld: ZZW onder bijna 30º.

Behalve dat de omvormer ‘s morgens al eerder dan bij een geoptimaliseerde ligging begint te leveren en de avondzon tot zonsondergang op de panelen instraalt, draagt het ook bij aan een homogenere verdeling van het totale vermogen waardoor het totale vermogen van bijna 30.000Wp aangesloten kan worden zonder dat de hoofdzekering overbelast raakt door ‘overlevering’. Meer hierover is te vinden in de post ‘PV opbrengst maximaliseren zonder de netaansluiting te verzwaren’.

zonnepanelen

Harm

Ik ben Harm en trotse vader van 2 lieve zoons en getrouwd met een fantastische vrouw. Om maar even in steekwoorden samen te vatten wie ik ben en waar ik me mee bezig hou: duurzaamheid, zonnepanelen, vader en echtgenoot, dierenvriend en groene vingers.