De vraag wordt nogal eens gesteld: hoeveel panelen heb ik nodig om op zonne-energie te kunnen rijden? En kan ik de auto dan direct met alleen zonne-energie laden, zonder aansluiting op het energienet? Het antwoord op deze vragen is: 18 en nee, maar je zorgt er wel voor dat er niet meer grijze stroom komt. Nieuwsgierig?
Één zonnepaneel in Utrecht geeft zo’n 170 kWh per jaar
Een standaard zonnepaneel is zo’n 200 Watt-peak. Dat wil zeggen dat een zonnepaneel met een lichtinstraling van 1000 Watt per vierkante meter 200 W produceert. Zo wordt het vermogen van zonnepanelen bepaald. Maar, in Nederland valt op een zonnige juni dag in Utrecht, dus wanneer de zon het dichtst bij staat, nog geen 500 watt per vierkante meter op het dak van de domtoren. Één zonnepaneel in Utrecht levert daarmee maximaal 100 watt op. In een heel jaar levert datzelfde zonnepaneel in Utrecht zo ongeveer 170 kWh op. Zet je dat paneeltje nu in Madrid neer, dan levert het 270 kWh per jaar op, simpelweg omdat je dan dichter bij de zon zit.
Een elektrische auto gebruikt zo’n 3,000 kWh per jaar voor 20,000 km
De Nissan Leaf kan 160 km rijden met een batterij van 24 kWh. De auto zal naar verwachting zo’n 0.15 kWh gebruiken per kilometer. Rij je 20,000 km per jaar, dan heb je dus 3,000 kWh nodig. Eigenlijk iets meer, omdat je bij het laden van de batterij ook wat verlies hebt. Ter vergelijk: een gemiddeld huishouden in Nederland gebruikt 3,500 kWh.
18 panelen voor een auto
Laten we het voor het gemak op 3,000 kWh houden. Om dit op te wekken met zonnepanelen in Utrecht, heb je dus 17.6 panelen nodig. Afgerond zijn dat 18 panelen, waarmee we direct wat extra hebben om te compenseren voor verliezen bij het laden. Je moet dan dus in totaal 3,600 watt-peak installeren, of wel 27 vierkante meter. Kosten? Ga uit van zo’n €10,000.
Knip de kabel nog maar niet door!
Voordat je nu een bestelling plaatst voor zonnepanelen en je elektriciteitsaansluiting opzegt… niet doen (het eerste wel, maar het laatste niet)! Je hebt je aansluiting hard nodig om je auto te kunnen laden. Beter gezegd: je hebt het elektriciteitsnetwerk nodig als buffer. Je zult met het systeem van 18 panelen in Utrecht in de zomer kunnen terugleveren aan het netwerk, maar in de winter heb je het netwerk nodig om elektriciteit te leveren. Van april t/m september produceer je per dag meer dan genoeg en kun je aan het net terugleveren. In oktober t/m maart produceer je te weinig en moet je elektriciteit uit het net halen. Gemiddeld over een heel jaar lever je net zoveel terug als dat je uit het netwerk haalt. Over een jaar bekeken, staat je meter dus stil.
Mismatch tussen laadprofiel en zonne-energie productie
Er speelt nog iets. Je zonnesysteem is niet krachtig genoeg om je auto te laden. Als je 20,000 km per jaar rijdt, dan komt dat overeen met gemiddeld iets minder dan 55 km per dag. Daar heb je dus 8.2 kWh voor nodig. Met andere woorden: je zal gemiddeld 8.2 kWh per dag willen laden. In werkelijkheid is dat de ene dag veel meer en de andere dag een stuk minder, maar voor dit voorbeeld negeer ik dat even.
Een elektrische auto laadt op 230V en 16 ampère. Dat is dus 3,680 watt. Die 8.2 kWh heb je dus iets meer dan 2 uur geladen. Maar, je zonnesysteem levert dat vermogen niet. Op geen enkel moment van de dag, zelfs niet in juni (zie plaatje). Over de hele dag wordt wel degelijk genoeg energie door het zonnesysteem geleverd, maar er is niet genoeg power om die energie in iets meer dan twee uur te leveren. Om die mismatch op te lossen, heb je dus je energieaansluiting nodig, of een extra batterij.
Laten we vooral wel zonnesystemen installeren
Elektrisch rijden en zonne-energie opwekken is sowieso een goed idee, ook al kun je niet 1-op-1 met je zonnesysteem je auto opladen. Je zorgt er namelijk voor dat er minder grijze stroom opgewekt hoeft te worden en elektrisch rijden dus niet leidt tot meer grijze stroom. Op termijn zal de mismatch tussen laadprofiel en zonne-energie productie opgelost kunnen worden door bijvoorbeeld uitgerangeerde batterijen als buffer te gaan gebruiken. Met één uitgerangeerde Leaf batterij kun je makkelijk voorzien in de gemiddelde laadbehoefte van twee Leafjes. Die ‘buffer-batterij’ kan dan de hele dag rustig worden geladen door je zonnesysteem en als het moet in korte tijd de batterij van je auto opladen.
Let the sun shine.
Tags: laden, utrecht, vergelijking, zonnepanelen
Wouter,
Prima artikel over zonne-energie, met juist gebruik van de eenheden, dat zie je niet vaak op internet!
Als aanvulling nog iets over het zogenaamde ‘salderen’.
Je meldde al dat zonnepanelen in de zomer vaak meer energie produceren dan het huidige verbruik, het overschot wordt dan teruggeleverd aan het elektriciteitsnet. Het totaal aan teruggeleverde elektriciteit mag gesaldeerd worden met het verbruik; aan het salderen zit echter wel een grens: formeel mag je tot 3000kWh per jaar terugleveren en dit verrekenen met het jaarverbruik.
Heb je een draaischijf kWh-meter in de meterkast dan gebeurt het salderen automatisch, de schijf en de teller draaien terug, en dan is die salderingsgrens minder relevant (zolang je een positief jaarverbruik behoudt). Echter, een digitale kWh-meter heeft een extra teller voor de teruglevering en dan wordt de hoeveelheid teruggeleverde energie exact geregistreerd.
In de begintijd van de salderingswet was die 3000kWh grens erg strikt, kwam je daar met 1kWh overheen dan mocht je het totaal (3001kWh) niet meer salderen, dat was de tijd dat zonnepanelen in de herfst afgekoppeld werden van het net om niet door de salderingsgrens te gaan….
De meeste energieleveranciers hanteren nu gelukkig een hogere grens (5000kWh per jaar) en kom je daar overheen dan geldt meestal alleen voor het surplus een lage vergoeding.
Bij een systeem van 3600Wpeak speelt bovengenoemd probleem niet.
Wij hebben een installatie van 8236Wp en dan is het verstandig om het eigen verbruik af te stemmen op de productie van zonne-energie. De vaatwasser/wasmachine/warmtepomp kunnen dan beter overdag dan ‘s avonds lopen, maar ook het laden van een elektrische auto. Zonne-stroom die je zelf verbruikt hoeft niet gesaldeerd te worden en kent geen transportverlies.
Bij het opladen van b.v. de Leaf zie je steeds twee opties: laden met 16A of snelladen.
Het zou mooi zijn als het laadproces beter gestuurd kan worden, in hartje zomer leveren we ‘s ochtends na 10:00 al voldoende energie terug om met 16A te laden, maar als het bewolkt is dan redden we dat niet en zou je met een lagere stroom willen laden (vooropgesteld dat je de auto de komende tijd niet gaat gebruiken).
Weet je hoe dat bij de Leaf geregeld is? Het lijkt er op dat de type kabel bepaalt hoe er geladen wordt (1 fase dan met 16A, 3 fase dan snelladen) en dat daar door de gebruiker weinig invloed op mogelijk is.
Dag Joland,
Bedankt voor je nuttige aanvullingen! Die grens aan salderen had ik niet meegenomen in mijn artikel en is wel een belangrijk punt. Goed dat je dat naar voren brengt. Als we in Nederland in de toekomst serieus werk willen gaan maken van decentrale opwekking, dan lijkt het me dat de regels omtrent salderen aan een update toe zijn.
Het laadproces van de auto zou inderdaad beter gestuurd moeten kunnen worden, zodat de auto laadt in het tempo waarmee hij gevoed wordt door bijvoorbeeld zonnepanelen. Het gestuurd laden heeft ook als voordeel dat je het laadtempo dan kunt afstemmen op de hoeveelheid ampères die je nog “over” hebt in de meterkast. Daarmee bedoel ik dat je laadsnelheid van je auto wordt afgestemd op de ruimte die je nog over hebt op je elektriciteitsaansluiting, gegeven het verbruik van alle andere apparaten die je in huis hebt.
Voor zover ik weet kan de Nissan Leaf op twee manieren laden: 16A/230V AC en 125A/400V DC. Voor de laatste – het snelladen – heb je een aparte snellader nodig (zie ook http://www.thenewmotion.com/2010/05/vliegensvlug-kilometers-bijladen/). De Nissan heeft dan ook twee aansluitingen voor het laden: de “normale” en de snellaad-aansluiting. De Leaf kan dus niet op 3 fasen laden.
Groet!
Wouter
Goed idee. Volkswagen heeft hier ook plannen mee. Ze investeren ca 1 miljard in duurzame energiebronnen (wind, zon, hydro) om daarmee hun elektrische Volkswagens van energie te voorzien, ze richten er een apart bedrijf voor op. We zijn benieuwd hoever de oorsprong-informatie zal komen… tot in de auto? Nee, vast niet, maar misschien wel tot op de account die bij de meter van de auto hoort. Wind tanken en rijden maar! De ‘benzine-meter’ geeft dan de hoeveelheid gecertificeerde wind in de accu aan.