Lior Handelsman ‘Energieopslag aan DC-zijde biedt zonnepanelen groot voordeel’

‘Accu’s kunnen alleen energie opslaan in de vorm van gelijkstroom (DC), dus vormt DC de absolute essentie van energieopslag’, opent Handelsman, vice-president Marketing & Productstrategie en oprichter van SolarEdge, het gesprek. ‘DC leent zich voor opslag omdat het een unidirectionele stroming heeft. Een grafische weergave hiervan zou een horizontale, rechte lijn zijn. Energie die in wisselstroom (AC) wordt uitgedrukt, heeft echter een elektrische laadstroom die constant van richting wisselt. Dit wordt in een grafiek afgebeeld als een sinusgolf. Proberen om energie in AC vorm op te slaan, is als het proberen om een golf te vangen: het is onmogelijk.’

Eén omzetting
Nu men volgens Handelsman weet dat een (thuis)accu beperkt is tot opslag van DC-energie en dat zonnepanelen DC-vermogen produceren, wordt het duidelijk dat de rest van de opslag-hardware ook in DC moet zijn. ‘Elke keer dat er een DC naar AC conversie plaats vindt, of vice versa, is er sprake van enig energieverlies tijdens dit proces. Maar als pv-vermogen rechtstreeks in de accu wordt opgeslagen in zijn DC-vorm, zijn er geen extra conversies van AC naar DC en terug naar AC nodig voor gebruik in huis of export naar het elektriciteitsnet. Dit betekent dat een DC-gekoppeld opslagsysteem zorgt voor een hoger systeemrendement omdat er slechts één omzetting plaats vindt, tegenover een AC-gekoppeld systeem dat drie afzonderlijke omzettingen vereist.’

Eén omvormer
‘Naast het minimaliseren van initiële energieverliezen, biedt een DC-gekoppeld opslagsysteem ook andere voordelen’, vervolgt Handelsman. ‘Ten eerste kan een DC-gekoppeld systeem met slechts één omvormer uitgevoerd worden; wat ten eerste een eenvoudigere installatie inhoudt. Maar als het systeem door slechts één omvormer wordt beheerd, heeft dit ook voordelen voor de functionaliteit. Met één omvormer is het veel eenvoudiger om geavanceerde functionaliteiten, die op sommige plaatsen vereist zijn, te managen dan te proberen deze functies tussen twee verschillende omvormers in een AC-gekoppeld systeem te synchroniseren en te coördineren. In termen van vermogen zijn de twee belangrijkste voordelen van een DC-gekoppeld opslagsysteem de mogelijkheid om meer pv-vermogen te gebruiken dan de vermogensspecificatie van de omvormer en het feit dat de omvormer het vermogen niet begrenst.’

Return on Investment
Een DC-gekoppeld systeem biedt volgens Handelsman de mogelijkheid om meer pv-vermogen te gebruiken dan de vermogensspecificatie van de omvormer, terwijl een AC-gekoppeld systeem dat niet doet. ‘Op sommige plaatsen geldt bijvoorbeeld een beperking van de grootte van de te installeren omvormer. Dus als de grootte van de omvormer beperkt is tot 8 kilowatt geldt dit in een AC-gekoppeld systeem voor de pv-omvormer en de omvormer voor de accu samen. Dit betekent dat in een 8 kilowatt AC-gekoppeld systeem er slechts een 4 kilowatt omvormer mag komen voor pv en een 4 kilowatt omvormer voor opslag: zodoende wordt het pv-systeem beperkt tot 4 kilowatt. Maar met een DC-gekoppeld systeem wordt de 8 kilowatt beperking slechts aan één omvormer toegekend waardoor een groter pv-systeem en grotere accucapaciteit mogelijk worden. Het tweede vermogensvoordeel is dat een DC-gekoppeld systeem meer energie naar de accu kan leiden omdat de energiestroom niet wordt begrensd door de capaciteit van de omvormer. Dit komt omdat de energie direct naar de accu wordt geleid zonder dat ze door een omzettingsproces moet gaan. In een AC-systeem fungeert de omvormer echter als trechter voor de energiestroom. Bijvoorbeeld: in een pv-systeem met 10 kilowatt productie en een 7,6 kilowatt omvormer, wordt de energie aan het elektriciteitsnet en aan de AC-gekoppelde accu begrensd op 7,6 kilowatt. Dit betekent dat er potentiële energie gewoonweg verloren gaat. In een DC-gekoppeld systeem daarentegen, wordt 7,6 kW via de omvormer naar het elektriciteitsnet geleid en wordt de extra 2,4 kilowatt rechtstreeks naar de accu geleid zonder eerst via de omvormer te gaan. Omdat de omvormer in een DC-gekoppeld systeem het vermogen niet beperkt, kunnen systeemeigenaren de energieproductie verhogen wat leidt tot betere Return on Investment (ROI).’

Noodstroomvoorzieningen
‘DC-gekoppelde systemen zijn ook gunstig voor noodstroomvoorzieningen’, vervolgt Handelman. Hij legt uit dat als een omvormer in de noodstroommodus staat vanwege een tijdelijke netstoring, de omvormer kan proberen om de belangrijke verbruikers van energie te voorzien uit zowel accu als zonnepanelen. ‘Wanneer dit in een DC-gekoppeld systeem gebeurt, hoeft de energie maar van één enkele omvormer af te komen. Met een AC-gekoppeld systeem daarentegen vereisen de twee of meer omvormers ingewikkelde synchronisatie. Terwijl het op het eerste gezicht lijkt of een AC-gekoppeld systeem de last tussen de twee omvormers zou delen en de belasting van elk zou kunnen verlichten, zorgt het er eigenlijk voor dat het energiemanagement ingewikkelder is waardoor de energieproductie en -opslag lager zijn.’