Regelmatig krijgen we de vraag of je met zonnepanelen en een thuisbatterij volledig off grid (onafhankelijk van een extern stroomnetwerk) kan gaan. Helaas moeten we, gezien de technologie die vandaag beschikbaar is, ontgoochelen. Daartoe moeten enkele belangrijke barrières overwonnen worden. Wat wel zeker is: een slim energiemanagementsysteem (EMS) zoals Jullix zal altijd de hoeksteen van een off grid installatie zijn.
Dankzij een EMS optimaliseer je de werking van je zonnepanelen, de opslag en het gebruik van zonne-energie op je batterij en krijg je niet alleen inzicht in de energiestromen binnen je woning, maar kan je ze ook sturen. Het is een eerste vereiste voor de energie-efficiëntie die nodig is om off grid te gaan.
Wie zich door de gestegen elektriciteitsprijzen en uit ecologische overwegingen wil loskoppelen van het elektriciteitsnetwerk, botst echter tegen behoorlijk wat zaken aan. De efficiëntie en capaciteit van zonnepanelen, langdurige en grootschalige energie-opslag en beleidsmatige barrières.
Zonnepanelen
Zonnepaneeltechnologie evolueert razendsnel en wordt steeds efficiënter. Om volledig off grid te gaan in landen met middelmatige zonne-opbrengst zoals België, moet die efficiëntie en capaciteit echter nog behoorlijk stijgen. Die technologieën zijn er momenteel nog niet, maar komen al wel over de horizon piepen.
Perovskite zonnecellen zijn zo’n technologie met bijzonder hoge efficiëntie. Bovendien zijn ze goedkoper te maken en zijn ze flexibeler toe te passen. De technologie kampt echter nog met gevoeligheid aan vocht, zuurstof en hitte die de performantie beïnvloeden. Drie parameters die op het dak van een woning nu niet bepaald uitblinken in afwezigheid. Verwacht wordt dat die hindernissen binnen 5-10 jaar overwonnen kunnen zijn.
Tweezijdige zonnepanelen capteren licht langs zowel voor als achterkant van het paneel. Daarbij kan ook gereflecteerd licht gecapteerd worden. Deze technologie wordt al gebruikt maar is momenteel nog erg duur. Ook deze technologie zou binnen een decennium op grote schaal gecommercialiseerd kunnen zijn.
Transparante zonnepanelen maken het dan weer mogelijk ramen te vervangen door zonnepanelen. Het Zwitserse onderzoekscentrum CSEM heeft al aanzienlijke stappen gezet in de efficiëntie van deze technologie en werkt reeds samen met industriële partners. De technologie is momenteel echter nog vrij duur.
Andere technologieën die doen dromen zijn veellagige zonnecellen (waarbij elke laag een verschillend spectrum van het zonlicht capteert), geconcentreerde zonne-energie (waarbij spiegels en lenzen het zonlicht concentreren op één plaats), Nanotechnologie (miniscule zonnecellen), en solar verven en coatings (waardoor elke oppervlakte een zonnepaneel kan worden).
Thuisbatterijen
Hoewel thuisbatterijen nu al een belangrijk wapen zijn om energiepieken op te vangen, zijn ze momenteel nog niet geschikt om grote hoeveelheden energie lange tijd op te slaan. Dat is nodig om overproductie in zonnige seizoenen te gebruiken in donkere winters. Maar ook op het gebied van energie-opslag staan er technologische veranderingen in de steigers.
Solid-State batterijen gebruiken vaste in plaats van vloeibare elektrolyten. Ze laden 6 keer sneller op, hebben met dezelfde ruimte een grotere opslagcapaciteit, gaan tot 8 keer langer mee en zijn niet brandgevaarlijk. De technologie bestaat al, maar naast een aantal technische problemen (zoals sterke krimp en uitzetting), is die opnieuw erg duur. Volgens de laatste voorspellingen zou gebruik tegen 2030 commercieel verantwoord zijn.
Andere veelbelovende technologieën zijn onder andere zoutbatterijen, lithium-sulfur batterijen en grafeen batterijen. Die technologieën mikken op snellere laadtijden, hogere opslagcapaciteit en verlengde levensduur. Maar ook hier zijn maakbaarheid, prijs en technische problemen nog spelbrekers en zijn ze gericht op het gebruik van de opgeslagen energie op korte termijn. Om seizoenen te overbruggen zijn andere oplossingen nodig.
In dat geval kijken we naar Seizoensgebonden Energieopslagsystemen. Bij thermische energie-opslag wordt warmte opgeslagen in materialen als water of gesmolten zouten zodat de energie lange tijd kan bewaard worden. Een andere methode is het produceren van waterstof die dan in de winter kan gebruikt worden voor de productie van elektriciteit. Die systemen zitten nog in de onderzoeksfase. Optimisten spreken over 5-10 jaar voor de technologie op individueel niveau commercieel beschikbaar is.
Beleid
Maar ook het beleid en bouwvoorschriften kunnen roet in het eten gooien voor wie een creatieve woning wil neerzetten. Om begrijpbare redenen zijn nutsmaatschappijen geen fan van off grid woningen en zullen zij het nodige lobbywerk verrichten om beleid in die richting te beïnvloeden. Politici mikken typisch op de volgende legislatuur. Alles wat voorbij die horizon kijkt, ligt buiten hun scope van herverkozen te raken. Dat resulteert in een gebrek aan langetermijnvisies. Dat staat een gericht beleid in de weg waardoor huiseigenaars niet snel willen investeren in off grid woningen.
Conclusie
Hoewel er wel energieneutrale woningen op basis van zonnepanelen en thuisbatterijen bestaan, zijn die niet off grid. Ze zijn nog steeds afhankelijk van het externe stroomnetwerk om overtollige energie in de zomer kwijt te raken. Zonder die teruglevermogelijkheid, kunnen ze op jaarbasis niet energieneutraal functioneren. Wie enkel met groene energie (lokale wind en zon) en thuisbatterijen off grid wil gaan zonder een miljoeneninvestering, zal helaas nog minstens 10 jaar moeten wachten voor dit economisch haalbaar is. Wat wel zeker is: dankzij slimme energiemanagementsystemen worden de eerste stappen naar energie-onafhankelijkheid gezet. EMS systemen zorgen immers voor een slimme energie-opslag, energiegebruik en sturing, gebaseerd op het individuele gedrag en reële weersverwachtingen en energie-opbrengst, zonder dat de gebruiker hier nog moet in tussenkomen. Dat leidt tot een noodzakelijke efficiëntie en het gewenste comfort die nodig zijn om later echt off grid te kunnen gaan.
Tom Vanagt, Marcom Expert, Elicity / Innovoltus
