Om de CO2-uitstoot te reduceren moet de wereld afstappen van fossiele brandstoffen en overgaan op groene energie. De transitie naar wind- en zonne-energie vereist dat de duurzaam opgewekte elektriciteit opgeslagen kan worden voor donkere en windstille periodes. Moet je nu al investeren in een energieopslagsysteem?

Batterij voor zonnesysteem, waarom?

Zonder een efficiënte batterij gaat overtollige zonne-energie verloren. En je hebt niet genoeg stroom voor je huishouding als de zon niet schijnt. Het opslaan van zonne-energie die je niet direct gebruikt in batterijen, stelt je in staat om het op elk gewenst moment later af te nemen, waardoor je afhankelijkheid van het net vermindert. Sommige batterijen ondersteunen netverbinding en stellen je in staat om overtollige energie terug te verkopen aan het net, zodat je zelfs geld kunt verdienen met je zonnesysteem.

Saldering

Salderen is het verrekenen van de terug geleverde stroom met de afgenomen stroom op je eindafrekening. De stroom die je terug levert en stroom die je van het net afneemt worden zo tegen elkaar weggestreept. Dit principe is wettelijk vastgelegd in de salderingsregeling die van kracht is tot 2025.
Waarschijnlijk vanaf 1 januari 2025 wordt de salderingsregeling afgebouwd en zakt het salderingspercentage meteen naar 64%. Dit percentage wordt verder afgebouwd tot 2031.

Gebruikelijke Soorten batterijen

Enkele batterijtypen en hun kenmerken zijn:

1. Loodzuur Batterijen: Loodzuurbatterijen worden al lang gebruikt en zijn relatief betaalbaar. Ze bieden hoge stroompieken en hebben een relatief hoge energiedichtheid. Ze hebben echter een kortere levensduur en vereisen regelmatig onderhoud.
2. Nikkel-Cadmium Batterijen: Nikkel-cadmium batterijen staan bekend om hun duurzaamheid en het vermogen om extreme temperaturen te weerstaan. Ze hebben een lange levensduur en een hoge efficiëntie bij het laden/ontladen. Ze zijn echter duur en bevatten giftige materialen.
3. Lithium-Ion Batterijen: Lithium-ion batterijen worden veel gebruikt in oplaadbare elektronica en elektrische voertuigen. Ze zijn lichtgewicht, vereisen minimaal onderhoud en bieden een hoge energiedichtheid. Twee hoofdtypen lithium-ion, lithium-nikkel-mangaan-kobalt-oxide (NMC) en lithium-ijzer-fosfaat (LFP), zijn het populairst voor de opslag van zonne-energie. De NMC-batterijen zijn relatief lichter en hebben een hogere energiedichtheid. De LFP-batterijen bieden bijna vijf keer zoveel laadcycli als NMC-batterijen en zijn minder geneigd om vlam te vatten.
   
   

Waarom een LiFePO4 Batterij?

Het is duidelijk dat LiFePO4-batterijen eruit springen als een gunstige optie voor zonnesystemen; ze zijn veiliger, stabieler en hebben een indrukwekkende levensduur van maximaal 3.500 cycli, waardoor ze een langetermijninvestering zijn voor eigenaren van zonnesystemen.

Hoe kies je het juiste Batterijsysteem?

Voor Woon Solar Systemen: Grote zonnesystemen op daken van woningen of boerderijen genereren meestal meer vermogen dan direct kan worden afgenomen en vereisen meer capaciteit voor opslag. Batterijen met vermogen van 5 kWh tot 9 kWh kunnen voldoende energie opslaan om een aantal dagen van windstilte en weinig zon te overbruggen. Batterijsystemen zijn modulair van ontwerp. Je kunt je eigen batterijsysteem aanpassen door indien nodig batterijen toe te voegen. Er zijn ook batterijsystemen die verbonden zijn met het net en die je in staat stellen extra zonne-energie terug te verkopen aan het net.

Batterij ontwikkelingen

Nieuwe batterijtechnologie maakt gebruik van supercondensatoren. Ouderwetse condensatoren werden al in 1775 uitgevonden door de Italiaanse wetenschapper Alessandro Volta. Simpel gezegd bestaat zo’n apparaat uit twee geleiders met een relatief groot oppervlak, die gescheiden zijn door een niet-geleidend materiaal of vacuüm. Aan beide zijden kunnen aan elkaar tegengestelde elektrische ladingen worden opgeslagen. Supercondensatoren kunnen nog meer vermogen opslaan, maar konden tot nu toe niet de conventionele lithium-ion-batterijen vervangen. Die hebben meer kracht. Recent onderzoek heeft echter aangetoond dat door het gebruik van grafeen (is een plat laagje materiaal van één atoom dik, waarbij de koolstofatomen van het materiaal zijn verdeeld in een honinggraatstructuur), supercondensatoren een stuk krachtiger kunnen worden.

Wat men zoekt is een energieopslagsysteem, dat niet voor een paar dagen, maar voor zo lang als het moet elektriciteit kan opslaan. Daarvoor is een milieuvriendelijke superbatterij op basis van condensatortechniek nodig.

Storen aan lithiumbatterijen

De eenzijdige focus op lithium-ion-batterijen belemmert de consument in het kijken naar alternatieven. De lithium-ion batterij is momenteel de meest gebruikte batterij, gevolgd door de kobaltbatterij. Deze technieken zijn niet duurzaam, onveilig, milieuvervuilend en niet efficiënt genoeg voor de energietransitie. Aan het gebruik van lithium en kobalt kleven dus nadelen. De mijnen waar de metalen gedolven worden stoten veel CO2 en stikstof uit, liggen in landen met corrupte regimes en slechte arbeidsomstandigheden en vervuilen daar de lucht, het water en de bodem. Voor het maken van 1 ton lithium is bijvoorbeeld 2 miljoen liter water nodig. Daarnaast wordt momenteel slechts 2 procent van al het lithium gerecycled in nieuwe producten.

Nano-Grafeen Batterij

De nanocomposieten van grafeen in de nieuwe superbatterij zijn honderd keer sterker dan staal en kunnen honderd keer zoveel energie opslaan als de gangbare elektrolytische condensatoren. Terwijl een lithium-ion batterij maximaal 5000 tot 8000 cycli meegaat, kan de supercondensator een miljoen keer opgeladen en ontladen worden en gaat hij minstens 45 jaar mee. Daarna is hij voor 100 procent te recyclen. Er zitten geen gevaarlijke stoffen en chemicaliën in en is daardoor niet brandbaar of explosief.

Natrium-ion Batterij

Een natrium-ion-accu is een op een lithium-ion-accu gelijkende oplaadbare batterij waarbij natrium-ionen (Na+) de rol van lithium-ionen vervullen. Deze accu bevindt zich in de ontwikkelingsfase. Het grote voordeel van een natrium-ion-accu is het veel lagere verbruik aan het zeldzame metaal lithium. Behalve dat natrium een overvloediger materiaal is (te winnen uit zeezout), zouden er ook voordelen zijn op het vlak van snel laden en werking bij lage temperaturen.
Een natrium-ion-accu mag niet verward worden met een zoutwaterbatterij, die een heel andere techniek en ook een veel lagere energiedichtheid heeft.

Natrium-zwavel batterij

Een natrium-zwavelbatterij (NaS) is een batterij voor grootschalig gebruik op basis van vloeibaar natrium en zwavel en een vast elektrolyt van aluminium- en natriumoxide.
Een groot nadeel is dat de accu op 300 – 350°C temperatuur moet worden gehouden, ook als zij niet in gebruik is. De accu bevat dan ook weerstanddraden (die door de accu zelf gevoed worden) om de temperatuur te handhaven. Een accu die afkoelt wordt ernstig beschadigd.
Voordelen zijn: onbeperkt laden en ontladen, goedkope grondstoffen en een hoge energiedichtheid (=hoeveelheid opgeslagen energie per volume eenheid).
Nadeel is de hoge corrosiviteit, de hoge gebruikstemperatuur en het brandgevaar.

Bron vermelding:
-Chance.INC (andre oerlemans 01/08/23)
-Nieuws.nl dd. 3/8/23
-Zonnepanelen.net
-Wikipedia