Centrale - kosten en baten

Leestijd 5 minuten

Bijgewerkt - 5 januari 2025

Een elektriciteitscentrale levert stroom voor onderweg, draagbaar, praktisch, goed? Staat het voordeel in verhouding tot de kosten?

In principe wel, als je weet waar je aan begint. Het Powerstation moet immers ook worden opgeladen en daarvoor heb je veel zon nodig als er geen stopcontact binnen handbereik is. En het kan snel krap worden als je niet in het zonnige zuiden reist.

In het volgende gedeelte wordt beschreven waar je rekening mee moet houden voordat je een energiecentrale koopt, en wat een kosteneffectief alternatief is.

Modellen en prestatiebereiken

Onder de term power station wordt een breed scala aan diensten aangeboden. Terwijl de bekende powerbank tot nu toe bekend staat om het opladen van mobiele telefoons, tablets, oordopjes, etc., adverteren fabrikanten van powerstations met de mogelijke werking van inductiekookplaten, magnetrons, broodroosters, grills, koelkasten, computers, laptops, etc..

Er wordt geadverteerd met vermogens tot ongeveer 12 kW. Sommige fabrikanten staan zelfs modulaire cascadering van batterijmodules toe om deze hogere vermogens te leveren. Deze optie is echter meestal alleen beschikbaar binnen het eigen productassortiment van de fabrikant. Dit wordt gegarandeerd door individuele, fabrikantspecifieke kabelverbindingen.

Minder binnen dan buiten?

Reclameclaims zoals "Verlaag je energiekosten" suggereren dat je met zulke centrales minder elektriciteit verbruikt dan voorheen.

Dit geldt natuurlijk alleen als ze NIET worden opgeladen via het lichtnet, maar uitsluitend via zonne-energie. En het vaak geadverteerde "snel" opladen, meestal tot 80 %, werkt alleen met optimaal zonlicht tijdens de paar middaguren midden in de zomer. Dit is echter niet genoeg voor een volledige lading met een handelbaar aantal zonnepanelen.

Opladen via het lichtnet gaat daarentegen sneller omdat er een constante laadstroom beschikbaar is. Ongeacht of het opladen met netstroom of zonne-energie gebeurt, er moet altijd meer elektriciteit worden geleverd dan er kan worden afgenomen. Tenminste, zolang de perpetuum mobile nog geen realiteit is.

Draagbaarheid en de grenzen ervan

Naast het gewicht van de centrale, inclusief eventuele extra batterijmodules, kabels en zonnepanelen, wordt de initiële draagbaarheid steeds meer een logistieke uitdaging. En de aanschafkosten voor een volledige uitbreiding lopen al snel op tot factuurbedragen met vijf cijfers.

Het is leuk om de inductiekookplaat of het koffiezetapparaat in de tent aan te kunnen steken, maar wie wil er nu een aanhanger vol technische apparatuur met zich meezeulen?

Het is realistischer om een laptop van stroom te kunnen voorzien, StarLink voor de internetverbinding op afgelegen locaties, samen met wat verlichting en een oplader voor een mobiele telefoon of tablet. Maar ja, als je hier een ronde duizend aan uitgeeft, zullen sommige mensen zich misschien wel twee keer bedenken.

De vraag blijft altijd: wat moet(!) ik ermee kunnen leveren en hoe lang? Heb ik genoeg zon om een dag/nacht verbruik te compenseren met zonne-energie, of is het mogelijk om 's nachts op te laden met netstroom?

Hoe vaker je deze vragen ontkennend moet beantwoorden, hoe minder de moeite waard het is om in dergelijke apparatuur te investeren. Een batterij die meer leeg dan vol is en die binnen afzienbare tijd niet betrouwbaar met voldoende energie kan worden opgeladen, heeft immers weinig of geen nut.

Kan het niet goedkoper?

... zullen sommigen zich afvragen, gezien de prijzen die in de duizenden lopen. Ja, dat zou zo zijn, ware het niet dat de kleine, terugkerende batterij "iets" mindere kwaliteit biedt tegen een "iets goedkopere" prijs. Met andere woorden: je krijgt waar je voor betaalt.

Maar wat is een "beetje" slechtere batterijkwaliteit? Nou, of de fabrikant nu bijvoorbeeld 1.500, 3.000 of 6.000 cycli garandeert, dat alleen al zou een dubbele tot verviervoudigde prijs rechtvaardigen. Het is daarom gemakkelijk voor te stellen dat een batterij met dezelfde nominale capaciteit tussen de 250 en 1.000 euro kan kosten.
Een andere factor is of de batterij een ingebouwd BMS (battery management system) en een balancer (voor celvereffening) bevat. Ook al is dit slechts goed voor een paar euro in de productie, dergelijke items verhogen ook de prijs voor de eindklant.

Alternatief?

Een alternatief is zelf bouwen. Als je een minder aantrekkelijk ontwerp van de behuizing accepteert, is dit aanzienlijk eenvoudiger voor de portemonnee en biedt het zelfs betere prestaties.

Logistiek gezien blijft de uitdaging van prestaties hetzelfde, omdat prestaties fysieke opslagruimte vereisen, net zoals zonnepanelen ruimte nodig hebben afhankelijk van de prestaties.

De robuustheid van de apparatuur hangt simpelweg af van de keuze van de behuizing. Een industriële of MIL-standaard behuizing wint misschien geen ontwerpprijs, maar maakt een ruwe behandeling mogelijk met een goede bescherming van de componenten.

Met kabelverbindingen die voldoen aan IP65 vormt zelfs water geen ernstige bedreiging voor de technologie.

In de Artikel beschrijft een dergelijk project, zij het op grotere schaal. Aangezien het aantal batterijen, en dus de output, schaalbaar is, kan elke variant worden gepland en geïmplementeerd.

Om de modulariteit en dus ook de draagbaarheid te behouden, mogen er niet meer dan 4 EVE-Energy accu's (die elk ca. 5,2 kg wegen, met 6.000 (!) gegarandeerde laadcycli) in een "accumodule"-behuizing (met 13,6 V DC-aansluiting voor de laadmodule) worden ondergebracht. Hierdoor kunnen 13,6 V packs worden omgezet in vier afzonderlijke accu's van 3,4 V met elk 280 Ah, wat overeenkomt met 3.800 Wh - momenteel voor ongeveer 450 euro (zonder behuizing) inclusief BMS met maximaal 400 A!

De "laadmodule" moet een Victron 230 V netlader bevatten voor LiFePo4 accu's met 13,6 V 30 A, een Victron MPPT controller 100 V 30 A voor het aansluiten van de zonnepanelen, een DC-aansluiting voor de accumodule en USB-aansluitingen. Totaal op dit moment, zonder behuizing, ongeveer 550 euro.

De "230 V voedingsmodule" omvat de Victron omvormer met een nominale 2.000 W, de bijbehorende zekeringen, 230 V stopcontacten (IP 65 - ! -), de DC-aansluiting voor de accumodule en USB-aansluitingen en kost ongeveer 650 euro.

Wie minder vermogen aankan, kan ook kiezen voor een omvormer van 1.000 W, terwijl wie meer nodig heeft, kan kiezen voor grotere apparaten.
Systemen van 24 V of 48 V moeten worden overwogen voor vermogens van ongeveer 3.000 W en meer. Aan de ene kant zijn dergelijke versies kosteneffectiever, aan de andere kant hebben ze niet zulke grote kabeldoorsneden nodig, wat weer resulteert in kostenbesparingen en flexibelere kabels.

Al met al een centrale met 230 V 2 kW, 13,6 V 280 Ah, oftewel 3.800 Wh voor ongeveer 1.650 euro plus drie behuizingen, zekeringen, stekkers, stopcontacten en kabels. Dit zou een onverslaanbare onderneming moeten zijn, zowel qua prijs als kwaliteit.

p.s. Houd er rekening mee dat de opgegeven prestatiegegevens meestal maximale prestaties zijn. Bij de dimensionering moet worden uitgegaan van een maximaal gebruik van 70%. Dit voorkomt continu gebruik op de belastingslimiet, waardoor de levensduur van de technologie wordt verlengd en er in geval van nood nog enige reserve is die voor korte tijd kan worden gebruikt.

p.p.s. Victron heeft het voordeel van een wereldwijd servicenetwerk, wat betekent dat reserveonderdelen en service altijd beschikbaar zijn.

Huisvesting

Kunststof kasten met IP65-norm kunnen worden gebruikt als de voorkeursbehuizing. De hoeken kunnen worden beschermd tegen beschadiging en stoten met metalen hoeken in combinatie met opschroefbare rubberen voetjes. Opschroefbare, ergonomisch gevormde handgrepen zorgen voor een veilig en comfortabel gebruik.

De goede oude ZARGES-doos, die synoniem staat voor stabiliteit en dichtheid, kan ook geschikt zijn, maar moet dan aan de binnenkant heel goed bekleed zijn met plastic panelen, beschermd tegen elektrische kortsluiting. Al met al een nogal kostbare onderneming ...

Oude transportkisten van de Bundeswehr kunnen ook als vervanging worden gebruikt.

Zonnepanelen

Zonnemodules met een open-circuit spanning tot 100 V, een nominale laadstroom tot 50 A en 700 W nominaal PV-vermogen bij 12 V kunnen worden aangesloten op de hierboven geplande MPPT-regelaar. Dit betekent dat er zeer veel verschillende modules kunnen worden gebruikt.

Er zijn flexibele modules, vaak ook vouwmodules genoemd, en stijve modules, zoals ze meestal genoemd worden. Tenzij flexibele modules absoluut essentieel zijn (bijvoorbeeld om logistieke redenen), worden stijve maar bifaciale modules aanbevolen.

Bifacial modules wekken elektriciteit op aan beide zijden en halen dus een 20 % hoger rendement dan modules met een identiek oppervlak die aan één zijde zijn opgebouwd.

Verhoging

Een verhoging is handig voor een bijna optimale uitlijning met de zon. Vergelijkbaar met een ezel kunnen dit twee aluminium profielen zijn die met elkaar verbonden zijn door middel van een X-vormige verstijving, die bevestigd worden aan de zijkant van de bovenste smalle kant van de module zodat ze gedraaid en vergrendeld kunnen worden.

In opgevouwen toestand neemt de constructie nauwelijks extra ruimte in beslag, maar kan de hellingshoek worden aangepast en gehandhaafd, zelfs in winderige omstandigheden.

Als je het zekere voor het onzekere wilt nemen, kun je de uiteinden van het profiel en de twee hoeken aan de onderkant van de module voorzien van een beugel met in het midden een gat waar je een stevige tentharing doorheen kunt slaan om te voorkomen dat hij loskomt.