Elektriciteitsopslag - flexibiliteit voor de energietransitie
Het is een bekend feit dat energie uit hernieuwbare energiebronnen niet de klok rond beschikbaar is, maar alleen als de wind waait of de zon schijnt. Met een energieopslagsysteem kan schone elektriciteit uit zonne-energie worden opgeslagen tijdens zonnige uren en precies worden gebruikt wanneer het nodig is - zelfs's nachts.
Steeds meer huiseigenaren maken daarom gebruik van batterijopslagsystemen om de opgewekte elektriciteit van hun zonnepanelen te kunnen gebruiken, ook als de zon niet schijnt. Volgens de European Market Outlook-studie van SolarPower Europe voor huishoudelijke energieopslagsystemen, stegen de opslagsystemen in particuliere huishoudens in 2020 met 44% in vergelijking met voorgaande jaren.
Doorslaggevend voor deze ontwikkeling zijn de voortdurend dalende prijzen voor opslagsystemen: De prijzen voor fotovoltaïsche opslagsystemen zijn tegenwoordig veel betaalbaarder dan jaren geleden. Door het installeren van een zonneopslagsysteem kan een huishouden het aandeel van het eigen verbruik van een zonnesysteem verhogen tot 75%; een PV-systeem alleen biedt slechts 30%. Dankzij het zonneenergieopslagsysteem wordt een huishouden minder afhankelijk van de conventionele energieleverancier en kan het zijn elektriciteitskosten aanzienlijk verlagen.
Hoe wordt elektriciteit opgeslagen?
Het concept van het opslaan van elektriciteit is niets nieuws. Een bekend voorbeeld, zij het op grotere schaal, is hydroelektriciteit met pompopslag. Het wordt voornamelijk gebruikt om verschillen tussen vraag en aanbod in evenwicht te brengen. Bij voldoende of te veel energie in het net wordt water opgepompt en dus verbruikt. Als er te weinig energie in het net is, kan het water weer stromen en wordt er dus elektriciteit opgewekt door middel van turbines en generatoren. De opgewekte elektrische energie wordt opgeslagen en teruggeleverd aan het net.
Een andere opslagmogelijkheid is het omzetten van overtollige elektriciteit in waterstof, elektrolyse. Hoewel de wereldmarkt voor elektrolysers, oftewel apparaten die dit doen, groeit, heeft de zogenaamde stroom-naar-gas-technologie nog geen doorbraak bereikt. Het hele proces is zeer complex en gaat gepaard met hoge energieverliezen. Op de lange termijn zal deze technologie voor energieopslag zich waarschijnlijk ontwikkelen als aanvulling op pompcentrales en in gebruik worden genomen wanneer elektriciteit uit wind en zon in grote hoeveelheden in onze elektriciteitsnetten wordt ingevoerd. Tegen deze achtergrond is de stroom-naar-gas-technologie meer gericht op de industrie en minder op individuele huishoudens.
Batterijen en accu's daarentegen slaan elektriciteit chemisch op en hebben zich al voldoende bewezen. Hoewel ze niet geschikt zijn voor grotere hoeveelheden energie, zijn ze de meest efficiënte oplossing in combinatie met fotovoltaïsche (PV) systemen. De markt voor zonne-energieopslag ontwikkelt zich snel: de techniek maakt grote sprongen, zodat een opslagunit die een heel huis urenlang van stroom kan voorzien niet groter is dan een smalle koelkast, zoals bij onze sonnenBatteriehet geval is.
In een energiewereld die steeds meer wordt bepaald door kleine, decentrale eenheden, is batterijopslag voor huishoudens een sleuteltechnologie. Door middel van netwerken kunnen duizenden thuisopslageenheden worden verbonden om één grote, virtuele opslageenheid te vormen. Deze opslagnetwerken kunnen dan bijvoorbeeld fluctuaties in het elektriciteitsnet opvangen, zoals we nu op de Duitse markt opereren. Een verdere uitbreiding van het elektriciteitsnet kan daardoor op termijn worden vermeden.
Batterijopslag - Lood vs. Lithium.
Lithium loopt duidelijk voorop als het gaat om systemen in de markt voor zonne-energieopslag voor thuis. Bijna geen enkele andere technologie speelt momenteel zo'n belangrijke rol. In de begintijd van de opslagtechnologie werden loodbatterijen vooral gebruikt omdat ze beduidend goedkoper waren dan lithiumbatterijen. Loodaccu's hebben echter tal van technische nadelen ten opzichte van lithiumaccu's, zoals een slechtere levensduur en efficiëntie. Omdat de kosten van lithiumbatterijen sterk zijn gedaald, vergelijkbaar met die van loodbatterijen, worden ze nu bijna niet meer gebruikt.
Maar niet alle lithium-ionbatterijen zijn hetzelfde! sonnen gebruikt lithium-ijzerfosfaat voor de batterij-eenheid, die op zijn beurt uit honderden afzonderlijke batterijcellen bestaat. Dit betekent dat lithiumijzerfosfaat wordt gebruikt als materiaal voor de negatieve elektrode in plaats van conventionele lithium-nikkel-kobaltmengsels. De technologie, die zich al heeft bewezen in bussen en zelfs onderzeeërs, bestaat al 15 jaar. Daarnaast komt lithiumijzerfosfaat ook als natuurlijk materiaal voor in zijn chemische samenstelling - het gebruik van giftige zware metalen zoals nikkel en de conflictgrondstof kobalt wordt volledig achterwege gelaten.
