Het concept achter elektrische auto’s die fungeren als thuisbatterij is afgeleid van het idee op bidirectioneel laden; dit staat ook bekend als Vehicle-to-Home technologie (V2H) of Vehicle-to-Grid technologie (V2G).
Dit concept houdt in dat elektrische auto’s niet alleen in staat zijn om elektriciteit van het algemene elektriciteitsnet te ontvangen om op te laden, maar ze hebben ook de mogelijkheid om elektriciteit terug te leveren aan datzelfde net of zelfs aan je eigen huis, op momenten dat dit vereist is.
Dankzij bidirectioneel laden worden elektrische voertuigen getransformeerd naar veelzijdige energieopslagsystemen. Dergelijke systemen kunnen zowel energie opnemen als afgeven, afhankelijk van de situatie en de behoeften van de eigenaar.
Elektrische auto’s worden niet alleen een efficiënt vervoersmiddel, maar ook een belangrijk onderdeel van het grotere elektriciteitsnet en de thuisenergie-infrastructuur. Dit opent de deur naar innovatieve manieren om energie te beheren en maakt het mogelijk om hernieuwbare energiebronnen effectiever te benutten.
Stel dat je een elektrische auto overweegt te gebruiken als thuisbatterij, dan is het goed om te weten wat dit kan opleveren. Wat zijn de grootste voordelen van het opslaan van stroom in je elektrische auto? We lichten een drietal voordelen toe met betrekking tot bidirectioneel laden.
Een van de meest voor de hand liggende voordelen van dit concept is de mogelijkheid om overtollige energie, die in jouw elektrische auto is opgeslagen, te gebruiken als noodstroomvoorziening tijdens een eventuele stroomstoring. De auto kan in deze situaties fungeren als een betrouwbare bron van back-upstroom voor essentiële apparaten.
Elektrische auto’s kunnen energie opslaan tijdens daluren, wanneer de elektriciteitskosten laag zijn, en die energie gebruiken tijdens piekuren, wanneer de tarieven hoger zijn. Dit kan resulteren in aanzienlijke besparingen op je energierekening.
Het gebruik van elektrische auto’s als thuisbatterijen kan de belasting op het elektriciteitsnet verminderen, vooral tijdens piekuren. Dit kan helpen om het elektriciteitsnet efficiënter te laten functioneren en de vraag naar fossiele brandstoffen te verminderen.
De nadelen van het gebruik van elektrische auto’s als thuisaccu’s zijn minder bekend; tot op heden is er nog niet veel onderzoek gedaan naar dit concept. We lichten een tweetal nadelen uit met betrekking tot bidirectioneel laden.
Het implementeren van bidirectioneel laden vereist geavanceerde technologie en speciale apparatuur als een bidirectioneel laadsysteem; dit kan de installatiekosten verhogen. Op dit moment (september, 2023) zijn nog niet alle elektrische auto’s geschikt voor V2X (vehicle to everything, en dus ook V2G en V2H). Maar dat gaat vermoedelijk snel veranderen.
Het effect van bidirectioneel laden op de batterij is nog niet helemaal duidelijk. Aan de ene kant lijkt de batterij sneller te ‘slijten’ als gevolg van extra laadcycli. Aan de andere kant kan het frequente gebruik ervan juist bijdragen aan een langere levensduur van de batterij. De effecten hiervan worden door meerdere landen onderzocht.
Om je elektrische auto als thuisaccu te gebruiken, is enige planning vereist om ervoor te zorgen dat de accu ’s avonds vol is. Als je dit wilt doen met zelf opgewekte zonne-energie, moet je overdag thuis zijn om de accu op te laden. Het kan zijn dat je ’s ochtends de accu moet bijvullen als je hem als thuisaccu gebruikt, en dit kan kosten met zich meebrengen, zoals 0,60 EUR per kWh bij gebruik van een snellader.
De toekomst van elektrische auto’s als thuisbatterij lijkt veelbelovend, echter moeten wel nog enkele uitdagingen worden overwonnen. Door verdere technologische ontwikkelingen en de toenemende acceptatie van bidirectioneel laden, kunnen elektrische auto’s in de toekomst een nog grotere rol spelen in de transitie naar duurzame energiebronnen.
Het idee dat je auto niet alleen een transportmiddel is, maar ook een energieopslagsysteem voor thuis, opent de deur voor een meer gedecentraliseerd en veerkrachtig energiesysteem. Naast de financiële voordelen voor individuele gebruikers, kan het ook een bijdrage leveren aan een groener en duurzamere toekomst voor ons allemaal.
Conclusie: Het concept van een elektrische auto als thuisbatterij is interessant en belooft bij te dragen aan een duurzamere toekomst. Hoewel deze technologie zich nog steeds ontwikkelt, is het zeker de moeite waard om de voortgang ervan binnen de wereld van hernieuwbare energie te volgen. Op dit moment vormt het echter nog een redelijke uitdaging vanwege de vereiste planning wanneer je thuis met zonne-energie wenst te laden, mogelijke bijkomende kosten en de versnelde afschrijving van de accu. Het is een veelbelovend idee dat in de toekomst wellicht meer haalbaar wordt naarmate de technologie verbetert en de infrastructuur zich verder ontwikkelt.
Wil je meer weten over wat Elfa voor uw bedrijf kan betekenen op het gebied van batterij– en verlichtingsoplossingen? Onze experts staan klaar om al uw vragen te beantwoorden. Vul het onderstaande formulier in en we komen zo snel mogelijk met u in contact.
Heb je je ooit afgevraagd wat een zoutwater batterij precies is? Het is een alternatieve vorm van energieopslag die ook wel bekend staat als een flowbatterij of een redox-flowbatterij. De zoutwater batterij maakt gebruik van elektrolytvloeistoffen op basis van zoutoplossingen.
De zoutwater batterij heeft tal van voordelen: schaalbaarheid, langdurige energieafgifte en de mogelijkheid om vermogen en capaciteit afzonderlijk te dimensioneren. De werking van de zoutwater batterij komt tot stand door middel van redoxreacties tussen elektrolytoplossingen met verschillende zoutconcentraties; deze worden gescheiden door een membraam.
Deze soort batterijen kunnen een belangrijke rol spelen bij het ondersteunen van duurzame en betrouwbare energievoorzieningssystemen.
Natrium-ion zoutwater accu 24V112Ah
De FZSONICK sodium-nickel batterij heeft in 1999 het toneel betreden als een alternatieve technologie met veel potentie op het gebied van energieopslag. In tegenstelling tot de reguliere zoutwater accu’s maakt de batterij van FZSONICK gebruik van natrium en nikkelchloride als elektrochemische materialen.
Dit type batterij van FZSONICK staat ook wel bekend als een Na-NiCl2-batterij of een Zebra-batterij. Dankzij de unieke samenstelling en eigenschappen opent de batterij van Zwitserse makelij nieuwe perspectieven in de wereld van energieopslag.
De sodium-nickel batterij van FZSONICK maakt gebruik van een elektrochemisch reactieproces binnenin de batterij cel. Tijdens het opladen van de batterij stroomt er elektrische energie door de cel, waardoor natriumionen van de natriumanode naar de nikkelchloride-kathode worden verplaatst. Bij het ontladen van de batterij worden de natriumionen weer teruggebracht naar de natriumanode, waarbij elektrische energie wordt vrijgegeven.
De sodium-nickel batterij van FZSONICK heeft een aantal voordelen ten opzichte van de zoutwater accu. Denk bijvoorbeeld aan:
Hoge energiedichtheid
In vergelijking met zoutwater accu’s hebben sodium-nickel batterijen over het algemeen een hogere energiedichtheid. In de praktijk betekend dit dat ze meer energie kunnen opslaan in een kleiner formaat. Dit is voordeling wanneer er gewerkt wordt met beperkte ruimte.
Snelle laadtijden
De batterijen van FZSONICK kunnen snel worden opgeladen; dit is handig in situaties waarbij een snelle energieopname vereist is.
Lange levensduur
Over het algemeen hebben batterijen van FZSONICK een langere levensduur. Daarnaast kunnen ze een groot aantal laad- ontlaadcyclussen doorstaan; hierdoor zijn ze een duurzame en kosteneffectieve oplossing voor de zoutwater accu.
Temperatuurweerstand
De batterijen van FZSONICK kunnen goed presteren bij een hoge temperatuur, waardoor ze geschikt zijn voor toepassingen waar hitte een factor kan zijn.
Veiligheid
Net als zoutwater accu’s zijn de systemen van FZSONICK uiterst veilig in gebruik. Het product is volledig vrij van risico’s op brand, explosie en het vrijkomen van schadelijke gassen. Dit maakt de sodium-nikkel batterij van FZSONICK ideaal voor bedrijven die waarde hechten aan de hoogste normen voor veiligheid en betrouwbaarheid.
Hoewel zoutwater batterijen uitstekende eigenschappen hebben voor grootschalige energieopslag, is het belangrijk op up-to-date te blijven van alternatieve technologieën. Wens je meer informatie te ontvangen over het alternatief op de zoutwater batterij van FZSONICK? Onze experts staan voor je klaar!
Vul het onderstaande contactformulier in, wij zullen dan zo snel mogelijk contact met u opnemen.
Loodzuuraccu’s worden veel gebruikt vanwege hun betrouwbaarheid, eenvoudige oplaadprocedures, lage zelfontlading en relatief lage kosten. Ze zijn ideaal voor toepassingen waar een grote hoeveelheid stroom voor een korte tijd nodig is, zoals bij het starten van verbrandingsmotoren.
Loodaccu van FIAMM
Aan de andere kant heeft de LiFePO4 (lithium-ijzer-fosfaat) technologie een aantal voordelen ten opzichte van loodzuur, waaronder hogere energiedichtheid, langere levensduur en een lager gewicht. Daarnaast zijn ze beter bestand tegen schade door diepe ontlading.
Dus de keuze tussen deze twee soorten batterijen hangt af van de specifieke behoeften van de toepassing, met inbegrip van factoren zoals kosten, gewicht, levensduur, laadtijd, en veiligheid.
LiFePO4 accu van Power Sonic
Ben jij op zoek naar een passende accu voor een industriële toepassing, maar weet je niet of een loodaccu of LiFePO4 accu geschikter is voor jouw situatie? Neem dan contact met ons op door het formulier in te vullen. Wij adviseren u graag!
De eerste factor die invloed heeft op de levensduur van de batterij is het type batterij dat gekozen wordt, oftewel de elektrochemie. Zo gaan lithium batterijen ongeveer zeven keer langer mee dan alkaline, afhankelijk van welke type lithium en het merk van de batterij. Meer informatie over verschillende soorten primaire batterijen kunt u hier vinden.
De omgevingstemperatuur waarin de batterij opgeslagen en gebruikt wordt heeft veel invloed op de levensduur van de batterij. Zo kunnen primaire batterijen over het algemeen het beste koel en droog bewaard worden. Verder hebben primaire batterijen een ideale gebruikstemperatuur waarbij ze de meeste energie kunnen leveren. Bij alkaline batterijen l gt dat rond de 20 °C. Wanneer de omgevingstemperatuur beduidend hoger of lager zijn zullen de prestaties van de batterij minder zijn. Lithium batterijen kunnen daarentegen beter tegen de verschillende temperaturen.
Alkaline batterijen zijn ideaal wanneer de gebruikte stroom gewoonlijk laag is, zoals apparaten die tijdens het gebruik niet veel stroom gebruiken of periodiek gebruikt worden, zoals afstandsbedieningen of radio’s. Lithium batterijen kunnen over het algemeen beter een piekstroom aan en kunnen hebben een hogere energie dichtheid. Daarom worden deze batterijen veel toegepast onder andere in medische apparaten, IoT toepassingen en smart meters.
Wilt u meer informatie over de levensduur van primaire batterijen, of hulp bij het kiezen van de juiste batterij voor uw toepassing? Onze experts staan voor u klaar en helpen u graag verder. Vul in onderstaande contactformulier uw gegevens in en wij nemen snel contact met u op.
Functie van de batterijen
Alle elektrische stroom op het ISS wordt opgewekt via de zonnepanelen van het station, die zonlicht omzetten in elektrische energie. In tijden dat het ISS echter door de ‘orbitale nacht’ gaat, kunnen de zonnepanelen geen energie meer produceren. Als zodanig is het noodzakelijk dat het ISS energie opslaat in batterijen, die het vervolgens kan gebruiken om zijn systemen van stroom te voorzien tijdens periodes van duisternis. Elke 1,5u maakt het ISS een rondje om de aarde, waarvan 45 minuten in het zonlicht is. Tijdens deze periode worden de batterijen opgeladen via de zonnepanelen en de batterijen worden ontladen terwijl ze de belastingen van het station voeden tijdens de periode van 45 minuten duisternis per baan.
De nikkel-waterstof (Ni-H2) batterijen
In totaal heeft het ISS acht afzonderlijke voedingskanalen, waarbij elk kanaal drie batterijen heeft – hoewel één batterij wordt beschouwd als een ‘reeks’ van twee afzonderlijke batterijeenheden die met elkaar zijn verbonden, wat in feite neerkomt op zes batterijen per kanaal, en dus 48 batterijen op ISS in totaal. Elk van de oude batterijen is van het type nikkel-waterstof (Ni-H2), die vanwege hun lange levensduur doorgaans altijd in ruimtetoepassingen zijn gebruikt, omdat ze bestand zijn tegen een groot aantal ontladingscycli zonder grote verslechtering. Bovendien zijn Ni-H2 batterijen niet gevoelig voor overladen en tegenstroom, waardoor ze goede veiligheidseigenschappen hebben.
Een nadeel van Ni-H2 batterijen is echter dat ze gevoelig zijn voor “batterijgeheugen”, waar de batterij een deel van zijn capaciteit kan verliezen als deze niet volledig opgeladen en ontladen wordt tijdens elke cyclus. Om deze reden wordt er regelmatig “batterijconditionering” uitgevoerd op het ISS, om te voorkomen dat er batterijgeheugen ontstaat. Elk van de Ni-H2 batterijen van het station bestaat uit 38 afzonderlijke cellen (76 cellen per string van twee batterijen), waarbij elke cel bestaat uit een drukvat met gasvormige waterstof dat is opgeslagen tot 1.200 psi, dat wordt gegenereerd tijdens het laadproces zelf. De oudste batterijen op het station zijn nu ongeveer 10 jaar oud en bereiken het einde van hun ontwerplevensduur.
Lithium-ion (Li-ion) batterijen
Dit betekent dat vervangende batterijen nodig zijn om het ISS te behouden tot de huidige geplande pensioendatum van 2024. Ni-H2 batterijen worden nu echter beschouwd als oude technologie, aangezien de meeste systemen van het station eind jaren tachtig werden ontworpen en begin jaren negentig. Het ISS-programma heeft daarom besloten om de batterijen van het station tijdens het vervangingsproces te moderniseren door over te stappen op moderne lithium-ion (Li-ion) batterijen. Deze batterijtypen werken via lithiumionen die tijdens het laadproces tussen elektroden bewegen, in plaats van waterstofgas onder druk zoals gebruikt in Ni-H2 batterijen.
Als gevolg hiervan zijn Li-ion batterijen veel lichter en kleiner dan Ni-H2 batterijen, omdat ze geen drukvatcontainers nodig hebben voor de opslag van waterstofgas, wat betekent dat Li-ion batterijen een zeer hoge energiedichtheid hebben in vergelijking met Ni-H2 batterijen. Dit heeft veel voordelen voor het ISS-programma, omdat het betekent dat slechts één enkele Li-ion batterij de functie van twee van de vorige Ni-H2 batterijen kan vervangen. Dit betekent op zijn beurt dat slechts de helft van het aantal Li-ion batterijen (24) nodig is om alle Ni-H2 batterijen van het station (48) te vervangen, wat ook het aantal vereiste lanceringen halveert. Li-ion batterijen zijn ook niet gevoelig voor batterijgeheugen, waardoor het niet nodig is om de batterij te conditioneren. Li-ion batterijen hebben echter enkele nadelen, namelijk het feit dat ze veel gevoeliger zijn voor overladen, wat moet worden voorkomen via accubeheer- en beveiligingssystemen. Bovendien hebben Li-ion batterijen doorgaans een kortere levensduur dan Ni-H2 batterijen, omdat ze niet zoveel laad- / ontlaadcycli kunnen doorstaan voordat ze merkbare achteruitgang ondergaan. De ISS Li-ion batterijen zijn echter ontworpen voor 60.000 cycli en een levensduur van tien jaar. Bovendien zullen ze celbalancering en instelbare laadspanningstechnologie bevatten om hun levensduur te maximaliseren.
Li-ion batterijen hebben in het verleden opmerkelijke problemen ervaren, in de vorm van oververhitting en “thermische runaway”. De Li-ion batterijen die op het ISS zullen worden gebruikt, zijn weliswaar vervaardigd door hetzelfde bedrijf (GS Yuasa), maar zijn ontworpen met lessen die zijn getrokken uit de problemen, en hebben strenge ruimtecertificeringstests doorstaan. In het bijzonder bevatten de ISS Li-ion batterijen twee regelingen tegen thermische runaway, spannings- en temperatuurbewaking van individuele cellen, circuitbeveiliging en foutisolatie van individuele cellen en thermische hittebarrières tussen celpakketten.
Qua constructie bevat elke ISS Li-ion batterij 30 afzonderlijke cellen, verpakt in een doos die dezelfde afmetingen en montage-interfaces behoudt als de vorige Ni-H2 batterijen, maar met een aanzienlijk lager gewicht (430 pond in plaats van 740 pond). Een enkele Li-ion batterij vervangt de functies van twee Ni-H2 batterijen, maar aangezien twee Ni-H2 batterijen in een ‘string’ met elkaar zijn verbonden en als één batterij worden beschouwd, betekent dit dat adapterplaten ook nodig zijn. Dit om de enkele Li-ion batterij aan te sluiten op de bestaande aansluitingen voor de onnodige tweede batterij in elke string en zo het circuit te voltooien.
Als we wind- en zonnestroom voor lange tijd op willen slaan, is deze omzetten in waterstof naar het nu lijkt de beste optie. De groene stroom splitst water via een proces van elektrolyse op in zuurstof en waterstof. Daarbij gaat wat energie verloren, maar het evidente voordeel is dat waterstofgas dan voor onbepaalde tijd in tanks kan worden opgeslagen. Bij verbranding komt de energie weer vrij, maar zonder CO2. Dat is bij de verbranding van aardgas wél het geval. Het restproduct is zuiver water.
Momenteel worden plannen uitgewerkt voor een energie-eiland in de Noordzee met een waterstoffabriek die stroom van offshore windparken in het schone gas omzet. Fabrieken kunnen waterstof goed als energiebron of grondstof gebruiken. En via het bestaande aardgasnet kan het zelfs naar onze huizen worden gebracht. Auto’s kunnen erop rijden. En die waterstofauto’s kunnen op hun beurt weer fungeren als stroomfabriekjes die op piekuren elektriciteit terugleveren aan het net. Wij geloven erin en zien ondertussen ook voor de accu nog steeds legio toepassingen.
Nadeel van dit type energie is, dat het slechts beschikbaar is op het moment dat de zon schijnt en de wind waait. Dat vraagt dus om een andere aanpak. De wereld zal gaan werken met ‘slimme apparaten’; dat zijn apparaten die aangaan op het moment dat veel stroom voor handen is. Op eenzelfde manier zullen we de elektrische auto gaan laden en zal ook de industrie met stroom om moeten gaan. De chemische fabriek draait straks topproductie op een dag met veel wind.
Maar daarnaast zal het nodig blijken om elektriciteit op te gaan slaan. Eneco heeft recent in Noord-Duitsland de grootste batterij van Europa gebouwd. Het ding is zeventig meter lang en heeft naar verluidt 30 miljoen euro gekost. De windenergie die erin kan worden opgeslagen, is net genoeg om 5.300 huishoudens één etmaal van elektriciteit te voorzien. Daarmee is vooral bewezen dat deze oplossing te duur en de omvangrijk is voor de stroomvoorziening.
Toch verwacht Elfa dat grote accu’s straks wel degelijk een onderdeel van het elektriciteitsnetwerk zullen vormen. Deze megabatterijen zijn immers nuttig om het elektriciteitsnet in balans te houden. De frequentie van het elektriciteitsnet moet constant exact op vijftig hertz blijven. Vandaag de dag kunnen gascentrales nog worden stilgelegd als het hard waait, of opgestookt op bewolkte dagen. Maar in de nabije toekomst zijn die centrales er niet meer. Batterijen kunnen dan een buffer vormen die voor stabiliteit zorgt. Ook de batterijen uit auto’s overigens. Straks hebben we in Nederland miljoenen elektrische auto’s. Deze auto’s staan meer dan 90% van de tijd stil. Op piekmomenten kunnen eigenaren ervoor kiezen om, stroom uit de auto-accu terug te leveren aan het stroomnet.
Elfa Amsterdam
Madridstraat 5-7
1175 RK Amsterdam (Lijnden)
+31 (0)20 643 69 72
info@elfa.nl
Elfa Erp
Molentiend 10
5469 EK Erp, (Noord-Brabant)
+31 (0)413 212 222
info.sp@elfa.nl
