PV-opslagsystemen: verschil tussen AC en DC
De markt voor PV-thuisopslag is booming: sinds eind 2022 is de totale geïnstalleerde capaciteit met meer dan 13 GWh gegroeid – een stijging van bijna 300 %. Ook tijdens periodes van stilstand op de PV-markt zorgen stijgende elektriciteitsprijzen en steeds goedkopere opslag ervoor dat steeds meer gebruikers kiezen voor een opslagoplossing om hun eigen verbruik te verhogen. De belangrijkste vraag waar je bij het advies op moet letten, is de aansluiting: past een AC- of een DC-opslagsysteem beter bij de behoeften van je klanten? In deze blog leggen we de verschillen tussen de twee technologieën uit, belichten we praktische toepassingen en geven we je een overzicht van de opslagmarkt.
Wat hoort er bij een PV-opslagsysteem?
Een batterijsysteem voor PV-energie bestaat niet alleen uit de opslag zelf. Moderne opslagsystemen combineren deze 4 bouwstenen:
- Lithium-ion-opslagcellen
- Batterijmanagementsysteem (BMS)
- Omvormer
- Meter voor 3-fasen energiemeting bij de huisaansluiting
De exacte uitvoering hangt af van de toepassing – of het nu gaat om een renovatie, nieuwbouw, eengezinswoning of commercieel project.
Hoe werken lithium-ion batterijen?
Een lithium-ion batterij bestaat uit meerdere lithiumcellen die intern met elkaar zijn verbonden en een systeemspanning van 48 V produceren. Bij hoogspanningssystemen worden extra cellen in serie geschakeld om een systeemspanning van enkele honderden volt te genereren.
De term lithium-ion staat voor een moderne cel. Doorslaggevend hierbij is de celchemie die bij de productie van de batterij wordt gebruikt. Deze is bepalend voor de capaciteit, de vermogensdichtheid, het laad- en ontlaadvermogen, het aantal cycli en de levensduur van je opslagsysteem.
Lithium-ion batterijen hebben zich gepositioneerd als de dominante celchemie voor energieopslag – van smartphones tot commerciële opslag. Lithium-ijzerfosfaat (LiFePO4) is de meest voorkomende technologie, batterijen op basis van lithium-nikkel-mangaan-kobalt (NMC) worden nog maar zelden gebouwd. Deze celtechnologie biedt belangrijke voordelen:
Verspreiding:
Omdat lithium-ion batterijen in veel apparaten worden gebruikt, blijven fabrikanten uit allerlei sectoren ze steeds verder ontwikkelen. Er zijn ook veel producenten, wat de prijzen blijvend drukt.
Beschikbaarheid:
Celchemieën zoals LiFePO4 gebruiken veel voorkomende grondstoffen. Dat maakt ze goedkoper om te maken en zorgt voor extra zekerheid in de toeleveringsketens.
Veiligheid:
Lithium-ion-cellen, met name LiFePO4, zijn bijzonder goed bestand tegen temperatuurschommelingen, schokken en hitte. In onze blog over mythes over batterijveiligheid vind je meer informatie.
Compatibiliteit:
In vergelijking met oude celchemieën zoals loodbatterijen zijn lithium-ion batterijen zeer milieuvriendelijk en gemakkelijker te installeren.
Hoe werkt een batterijmanagementsysteem?
Het BMS bewaakt de systeemspanning en de energiestromen en controleert de celtemperatuur. Dankzij het BMS blijven ze altijd binnen het ideale werkingsbereik. Dat betekent: het zorgt op betrouwbare wijze voor de veiligheid van de batterij, berekent de exacte laadtoestand en geeft deze door aan de omvormer.
Wat zijn de verschillen tussen AC- en DC-systemen?
Er zijn AC-systemen en DC-systemen op het gebied van PV-opslag – de zogenaamde systeemtopologie. Het type systeemtopologie heeft een grote invloed op het rendement, de flexibiliteit en de installatiekosten. De afkortingen staan voor het type stroom:
AC = Alternating Current = wisselstroom
Deze stroom wordt gebruikt in het openbare elektriciteitsnet, omdat deze efficiënter over lange afstanden kan worden getransporteerd. Om wisselstroom bruikbaar te maken voor elektrische en elektronische apparaten, wordt deze door voedingen en omvormers omgezet in gelijkstroom.
DC = Direct Current = gelijkstroom
De meeste elektrische apparaten werken op gelijkstroom. Zonnepanelen wekken altijd gelijkstroom op. Daarom moet elk opslagsysteem een omvormer bevatten die wisselstroom omzet in bruikbare gelijkstroom.
Als dit je doet denken aan een bekende rockband: ja, de naam AC/DC is terug te voeren op dit verschil. Elk PV-opslagsysteem heeft dus een omvormer nodig om de stroom bruikbaar te maken voor je klanten.
Hoe werkt een AC-PV-systeem?
AC-opslagsystemen zijn aangesloten op het algemene elektriciteitsnet. Maar omdat zonnepanelen altijd gelijkstroom produceren, moet deze worden omgezet in wisselstroom, zodat deze naar de stopcontacten in huis of naar het algemene elektriciteitsnet kan worden geleid.
Als je dus een AC-opslag in het PV-systeem integreert, sluit je de batterijomvormer aan op het huisnet. Bij pure stroomtoevoer wordt dit gedaan door de PV-omvormer.
Hoe werkt een DC-PV-systeem?
DC-systemen nemen de opgewekte energie vrijwel direct op vanuit de PV-installatie. Deze systemen hebben een hybride omvormer nodig om de PV-energie om te zetten in wisselstroom voor huishoudelijk gebruik. Bij de installatie moet je erop letten dat de spanning van de PV-strings overeenkomt met de spanning van de batterij.
AC of DC batterij?
In principe geldt: AC-opslagsystemen zijn zeer flexibel en daarom zeer geschikt als upgrade voor bestaande PV-installaties die mogelijk alleen over een PV-omvormer beschikken. DC-systemen zijn geschikt voor systemen met hybride omvormers en kunnen daarom eerder de juiste keuze zijn voor nieuwe installaties.
In de residentiële sector worden hybride omvormers steeds populairder, omdat het systeem zo minder ruimte en installatiekosten vereist. Toch zijn er nog steeds veel PV-omvormers in gebruik, omdat de opslagboom pas de laatste jaren echt is begonnen. Ook grote PV-installaties maken vaak nog gebruik van PV-omvormers, omdat ze doorgaans voornamelijk stroom terugleveren – maar daar komt momenteel verandering in, omdat commerciële opslag steeds belangrijker wordt voor de netstabiliteit. Als je een commerciële PV-installatie met opslag achteraf wilt uitrusten of nieuw wilt plannen, moet je hier rekening mee houden.
AC- versus DC-opslag: voordelen en details
Of een AC- of een DC-opslagsysteem beter aansluit bij de behoeften van je klanten, hangt af van hoe zij de opslag voornamelijk willen gebruiken. Dit zijn de belangrijkste verschillen:
| Kenmerk | AC-batterij | DC-batterij |
|---|---|---|
| Rendement | Iets lager door conversieverliezen | Iets hoger door de directe DC-koppeling |
| Installatiekosten | Hoger door meer componenten | Laag (slechts één omvormer) |
| Omvormer | PV-omvormer & batterijomvormer | Hybride omvormer |
| Netaansluiting | 1- of 3-fasen | 1- of 3-fasen |
| Flexibiliteit | Zeer hoog | Hoog |
| Toepassingsgebieden | Retrofits, commerciële PV | Nieuwe installaties, bestaande systemen met hybride omvormers |
Netkoppeling van de opslag: 1-fasen of 3-fasen?
Een ander verschil zit in de netkoppeling van het opslagsysteem. In Nederland kunnen gebruikers tot 5 kW 1-fasen in het huisnet invoeden op basis van een 3x 25A aansluting. Voor hogere vermogens is een 3-fasen systeem de moeite waard – dit is ook belangrijk voor nood- en vervangende stroom. Aangezien het vermogen van PV-installaties voortdurend toeneemt, raken 3-fasen omvormers steeds meer ingeburgerd. 1-fasen modellen zijn alleen de moeite waard voor oudere of kleine installaties. Bij beide systeemvarianten zijn er echter geen nadelen op het gebied van regeling en afrekening.
Meter voor energiemeting
In elk PV-systeem heb je een 3-fasen energiemeting op de huisaansluiting nodig. Dit is een extra meter die het energieverbruik en de teruglevering aan het net registreert. Hiervoor installeer je een elektronische meter via een DIN-rail in de bestaande meterkast. Het is belangrijk dat deze correct wordt geïnstalleerd, zodat de regeling optimaal functioneert.
Conclusie – AC- of DC-batterij?
Of het nu AC of DC is, batterijopslag is niet meer weg te denken. De keuze tussen AC- en DC-opslag hangt af van het gebruiksdoel. AC-systemen kunnen flexibel in bestaande PV-installaties worden geïntegreerd, terwijl DC-opslag scoort op het gebied van efficiëntie en lage installatiekosten, maar een hybride omvormer vereist. Het is belangrijk dat het systeem past bij de grootte van de installatie en de toekomstplannen van je klanten. Zonder opslag geen energietransitie – en bij ons vind je het juiste opslagsysteem voor je project.
Ga direct naar de thuisbatterij opslagsystemen in de Memodo webshop