Berekening grootte energieopslagsysteem
Inleiding
Door toenemende aandacht en bewustwording van duurzame initiatieven is elektrische energieopslag in opkomst. Elektrische energieopslagsystemen bij woningen komen meestal voor in combinatie met zonne-energie. De overdag opgewekte zonne-energie wordt bewaard voor later gebruik. In deze KennisKaart staat een berekeningsmethode van hoe een ontwerper de juiste grootte van een thuisaccu kan bepalen.
Wat moet je doen?
Berekeningsmethode:
- Maak eerst inzichtelijk wat de dagelijkse elektrische energiebehoefte is in relatie tot de periode van het jaar;
- Bereken daarna de dagelijkse opbrengst met de zonnepanelen in relatie tot de periode van het jaar;
- Maak per maand inzichtelijk wat er gemiddeld dagelijks wordt opgewekt en wat er dagelijks wordt gebruikt aan energie;
- Bepaal aan de hand van de dagelijkse overschotten en tekorten per maand de grootte van de thuisaccu.
- Energiebehoefte
Inventariseer de energiebehoefte zoals aangegeven in KennisKaart ‘Elektrische energieopslag – Ontwerpen installatie’.
Breng vervolgens op basis van de inventarisatie het energiegebruik per jaar in kaart zoals weergegeven in afbeelding 1.
- Energieopwekking
Bepaal aan de hand van de hoeveelheid zonnepanelen de verwachte energieopbrengst per jaar. Naast de hoeveelheid panelen hangt de opwekking ook af van de oriëntatie ten opzichte van de zon en de periode in het jaar (zie afbeelding 2). Meer informatie is terug te vinden in het ISSO-handboek Zonne-energie. Bij een optimale positionering levert een zonnepaneel gemiddeld 230 kWh per jaar op.
De mogelijke opwekking van zonne-energie per dag is niet heel het jaar hetzelfde. Voor 16 zonnepanelen ziet de opwekking per jaar er gemiddeld als volgt uit:
Als er geen elektriciteit wordt gebruikt, zou gemiddeld in maand december 2,4 kWh per dag kunnen worden opgewekt en in maand juni 15,9 kWh per dag.
- Opwekking versus gebruik
Afbeelding 1 en 2 vormen samen afbeelding 4.
Afbeelding 3 geeft echter niet weer hoe het gebruik er op een dag uit ziet. Deze data zijn nodig omdat veel opgewekte energie dezelfde dag wordt opgeslagen en later op de dag wordt gebruikt.
Opwekking en gebruik zien er over een etmaal uit als weergegeven in afbeelding 3.
- Overschot versus tekort
In afbeelding 3 is een voorbeeld gegeven van opwekking versus gebruik voor een gemiddeld etmaal in de maand juni. Je ziet dat het aanbod zonne-energie en gebruik niet gelijktijdig optreden. Door opwekking en gebruik van elkaar af te trekken ontstaat per uur een energieoverschot dan wel energietekort. Het overschot van elektrische energie kan worden opgeslagen om ten tijde van het tekort deze energie weer af te staan aan het elektriciteitsnet (zie afbeelding 5).
Het overschot kan alleen van de dag verplaatst worden naar de avond en de nacht die hierop volgt.
Omdat energiegebruik en opwekking elke maand anders is, is het advies om dit per maand inzichtelijk te maken. Zie ter illustratie tabel 1.
Tabel 1 Energieoverschot, tekort en resultante (kWh)
Overschot | Tekort | Resultante | |
Januari | 0,76 | -6,95 | -6,18 |
Februari | 3,10 | -5,79 | -2,68 |
Maart | 5,56 | -4,78 | 0,78 |
April | 10,33 | -3,48 | 6,86 |
Mei | 10,85 | -2,84 | 8,02 |
Juni | 11,24 | -2,49 | 8,75 |
Juli | 11,06 | -2,57 | 8,49 |
Augustus | 9,13 | -2,95 | 6,18 |
September | 8,54 | -3,75 | 4,79 |
Oktober | 4,90 | -5,03 | -0,12 |
November | 0,98 | -6,30 | -5,33 |
December | 0,09 | -11,99 | -11,89 |
Bereik grootte thuisaccu | |||
Hierdoor kan alleen in de periode maart t/m september voldoende energie worden opgeslagen die ’s avonds en ’s nachts kan worden gebruikt. De overschotten compenseren dan de tekorten. In de overige maanden is er gedurende een etmaal wel een overschot, alleen compenseert dit niet het tekort. Dit omdat het tekort groter is dan het overschot.
De grootte van de thuisaccu wordt uitgelegd op het tekort in de periode maart t/m september. Door de kleinste waarde te nemen van het tekort (4,78 kWh) werkt de accu in de maanden maart t/m september voor 100%. Een grotere accu kan gedurende een etmaal in juni zijn capaciteit niet volledig benutten. Een kleinere accu kan echter niet voldoen aan de energievraag tijdens het tekort. Om die reden wordt in dit voorbeeld een accu van 4,78 kWh geselecteerd.
Bron: ISSO
