In de hele energietransitie speelt de opslag van duurzaam opgewekte energie een cruciale rol. De opwekking van energie op basis van bijvoorbeeld zon en wind is onvoorspelbaar waardoor vraag en aanbod nooit optimaal op elkaar zijn afgestemd. Dit in combinatie met het afbouwen van de salderingsregeling betekent dat het steeds aantrekkelijker wordt om de zelf opgewekte energie (via voornamelijk PV-panelen) op te slaan in een thuisbatterij. En die werkt lang niet altijd op basis van lood/zuur of Lithium-ion.
De rol van thuisbatterijen wordt om verschillende redenen steeds belangrijker. Ten eerste zal in de komende jaren de salderingsregeling worden afgebouwd tot nul. Dat betekent dat een teveel aan opgewekte energie – bijvoorbeeld middels PV-panelen – weliswaar kan worden teruggevoerd in het net, maar dat daar geen vergoeding meer tegenover staat. Kortom: je wekt het zelf op maar hebt er vervolgens voor jezelf niets aan.
Een tweede reden is dat de opwekking van duurzame elektrische energie bijna nooit optimaal in de pas loopt met het tijdstip van verbruik. Wanneer de zon rond het middaguur hoog aan de hemel staat, zijn veel mensen op hun werk en wordt er in de woning weinig energie gebruikt. Wanneer de zon op het punt staat onder te gaan komen we echter massaal thuis, willen de auto opladen, koken, douchen en televisie kijken of een was draaien. Deze situatie levert voor het lichtnet relatief grote belastingen op, zowel qua aanbod als vraag. Steeds vaker is dan ook in de krant te lezen dat PV-velden worden afgeschakeld omdat het net overbelast raakt.
Opslag van elektriciteit is een goede oplossing
Een van de oplossingen om deze belastingen op het net te voorkomen én 100% gebruik te kunnen maken van eigen energie, is gebruik te maken van slimme regelingen. Hierbij wordt de opgewekte energie zoveel mogelijk direct gebruikt. Bijvoorbeeld voor het draaien van een was, het stofzuigen van het huis met een robotstofzuiger of wellicht het opladen van een elektrische auto die op dat moment niet wordt gebruikt.
Veelal is het echter niet mogelijk om alle energie direct in te zetten. Wat dan rest is de thuisbatterij. Het overschot aan opgewekte energie wordt hierin opgeslagen en weer onttrokken wanneer deze nodig is. Wanneer de accu vol is, wordt een overschot alsnog aan het net geleverd of wordt de productie gestaakt. Is de batterij leeg dan is de resterende behoefte in te vullen door energie aan het lichtnet te onttrekken. De huidige praktijk geeft aan dat volledig autonoom draaien met een thuisbatterij nog niet mogelijk is en dat aansluiting op het lichtnet vooralsnog noodzakelijk blijft. De toepassing van een buurtbatterij, waarbij verschillende woningen zijn aangesloten op één batterij, levert wel een betere businesscase op en gaat een stap verder richting ‘zelfvoorzienend’.
Welke soorten thuisbatterijen zijn er?
De meest bekende thuisbatterijen werken op basis van lood/zuur of lithium-ion. De lithium/ion batterijen zijn het meest geschikt voor thuisopslag omdat deze relatief veel energie kunnen opslaan en bovendien een lange levensduur hebben. Ze hebben wel als nadeel dat ze niet te ver mogen ontladen en ook niet goed bestand zijn tegen hogere temperaturen.
Afbeelding: Schematische overzicht van de werking van een warmtebatterij (Foto: TNO / TU Eindhoven)
Warmtebatterij
Een standaard elektrische accu is echter niet de enige oplossing. In een samenwerking tussen TNO en de TU Eindhoven wordt bijvoorbeeld ook hard gewerkt aan een zogenaamde warmtebatterij. Heel simpel gezegd wordt de elektrische energie die wordt opwekt met PV-panelen omgezet in warmte en gebruikt om zouthydraten te drogen. Hier is overigens ook gebruik te maken van de warmte opgewekt door zonnecollectoren. Bij dit droogproces wordt de warmte opgeslagen in de zouthydraten. Omdat deze reactie volledig omkeerbaar is, hoeft alleen maar water te worden toegevoegd om de warmte weer vrij te maken. In woningen is het vervolgens het meest logisch om deze warmte ook te gebruiken om de woning te verwarmen. Een prima toepassing aangezien het grootste deel van ons energieverbruik nu eenmaal bedoeld is voor verwarming en koeling. Een oplossing met een hoog rendement omdat er bij de omzetting geen energie verloren gaat.
Elektrische auto kan fungeren als thuisbatterij
Ook steeds populairder wordt het inzetten van de eigen elektrische auto als thuisbatterij. Uiteraard is de bruikbaarheid van dit idee wel afhankelijk van het tijdstip waarop het mogelijk is de auto te laden. Anderzijds worden bij steeds meer bedrijven mogelijkheden gecreëerd om daar de auto overdag op te laden waardoor je eventueel mogelijkheden hebt om deze energie ’s avonds thuis voor andere verbruikers in te zetten. In dat geval is het wel noodzakelijk dat de auto bi-directioneel kan laden.
Chemische omzetting
Naast bovengenoemde oplossingen vinden er bij veel bedrijven, onderwijsinstellingen en kennisinstituten onderzoeken plaats naar alternatieven voor de opslag van energie. Zo is de opgewekte duurzame elektrische energie ook in te zetten voor bijvoorbeeld de productie van waterstof of andere chemische omzettingen. Deze technieken zijn nog lang niet gereed voor toepassing in woningen en waarschijnlijk zal een belangrijk deel als commercieel verkrijgbaar product het daglicht überhaupt nooit zien. Het geeft wel aan dat de aandacht voor energieopslag groot is en noodzakelijk om de energietransitie de juiste boost te geven.
Bij de hoofdfoto: Artist impression van een thuisbatterij voor opslag van elektriciteit uit zonnepanelen (Foto: Tesla).
