Wisselstroom (AC) of gelijkstroom (DC)? Het was eind negentiende eeuw onderwerp van een felle concurrentiestrijd waarbij wisselstroom won. Maar zonnepanelen genereren gelijkstroom. Tijd dus voor een heroverweging?
Bij de opkomst van elektriciteit aan het einde van de negentiende eeuw ontstond een felle concurrentiestrijd tussen Thomas Edison en George Westinghouse. De eerste promootte het gebruik van gelijkstroom (DC), de tweede het gebruik van wisselstroom (AC).
Westinghouse won de strijd, omdat wisselstroom efficiënter over lange afstanden kon worden getransporteerd. Het systeem van Edison impliceerde dat er in elke wijk een energiecentrale werd geplaatst. Dat was niet praktisch, aangezien energie werd opgewekt door steenkoolcentrales (die luchtvervuiling produceren) of waterkrachtcentrales (die meestal ver uit de stad liggen).
Adapter
Vandaag de dag beschikken we over zonnepanelen, die wél geschikt zijn voor decentrale energieproductie. Een zonnepaneel produceert bovendien gelijkstroomelektriciteit. Daarnaast werken steeds meer apparaten intern op gelijkstroom. Dat geldt bijvoorbeeld voor alle elektronica, zoals computers of LED’s. In een gebouw waar elektriciteit wordt geproduceerd door zonnepanelen, vindt dus een dubbele energie-omzetting plaats: de DC-elektriciteit van de zonnepanelen wordt door een omvormer omgezet naar AC-elektriciteit, die vervolgens opnieuw wordt omgezet naar DC-elektriciteit door de adapter van elk apparaat.
Bij deze omzetting gaat 20 tot 30 procent van de elektriciteit verloren. Dat energieverlies kan worden vermeden als het elektriciteitsnetwerk in een gebouw op DC zou werken. Er zijn dan 20 tot 30 procent minder
zonnepanelen nodig om evenveel elektriciteit te leveren, en bovendien is er geen omvormer nodig. Helaas wisselen de meeste zonne-installaties elektriciteit uit met het stroomnet. Daarvoor is opnieuw een dubbele omzetting nodig, waardoor de eerder bereikte besparing wordt teniet gedaan.
Off-grid
Alleen als vraag naar en aanbod van zonne-energie samenvallen – overdag dus – kan een DC-netwerk een aanzienlijk besparing opleveren. Dat is het geval in een kantoorgebouw, maar niet in een residentieel gebouw, waar de meeste elektriciteit ’s avonds wordt verbruikt. Volgens onderzoek bedraagt het voordeel van een DC-netwerk daarom hooguit 2 tot 5 procent.
Een “off-grid” zonne-installatie kent deze verliezen niet. Bij een off-grid-installatie hoort nog een bijkomend voordeel: er gaat geen elektriciteit verloren bij het transport van energiecentrale naar je huis, een verlies dat in Nederland gemiddeld 4 procent bedraagt. Helaas wordt de eerder bereikte kostenbesparing voor zonnepanelen teniet gedaan, aangezien er in batterijen moet worden geïnvesteerd. Bovendien gaat er energie verloren tijdens het laden en ontladen van de batterijen (10 tot 30 procent, afhankelijk van het type batterij). Alleen energie die overdag wordt gebruikt, kan voor 100 procent worden benut. De uiteindelijk energiebesparing bedraagt dus 4 tot 34 procent, wat DC-elektriciteit in elk geval het onderzoeken waard maakt.
Ivan zegt
Dit artikel met een stukje elektriciteitsgeschiedenis heb ik met veel interesse gelezen. Je staat bij elektriciteitsvoorziening nooit zo stil. Dit bewijst wel dat de efficiency van duurzame energie nog in de kinderschoenen staat. Er moet nog veel gebeuren.
Eijmert W. Kleijn zegt
Op zich is DC in huizen en gebouwen een goed idee , vooral als er zonnepanelen op het dak staan. En zeker als de “salderingsregelijng” versobert gaat worden. Steeds meer apparaten werken intern op gelijkstroom, zoals de genoemde adapters, leds etc. Maar ook nieuwe grotere gebruikers zoals koelkasten en zelfs Airco’s worden tegenwoordig voorzien van “Inverter techniek” waarbij ook eerst AC wordt omgezet in DC voordat dit naar de motor-inverter gaat. Het zou dus goed zijn als alle apparaten voorzien zouden worden van een DC aansluiting naast de AC aansluiting. Zodat alle gebruikers in principe de stroom uit de zonnepanelen gebruiken en dat een tekort aan Solarstroom aangevuld wordt met AC uit het net. Dit is heel goed en redelijk eenvoudig te realiseren. Maar er is nog wel een probleem op te lossen. DC is veel moeilijker af te schakelen omdat er dan een vlamboog aan blijven “staan” die niet snel dooft omdat er geen “nuldoorgangen ” zijn Dat treedt op als we gewone schakelaars blijven gebruiken met simpele contactjes, maar ook bij het lostrekken van stekkers in stopcontacten.
Eijmert W. Kleijn zegt
Op zich is DC in huizen en gebouwen een goed idee , vooral als er zonnepanelen op het dak staan. En zeker als de “salderingsregelijng” versobert gaat worden. Steeds meer apparaten werken intern op gelijkstroom, zoals de genoemde adapters, leds etc. Maar ook nieuwe grotere gebruikers zoals koelkasten en zelfs Airco’s worden tegenwoordig voorzien van “Inverter techniek” waarbij ook eerst AC wordt omgezet in DC voordat dit naar de motor-inverter gaat. Het zou dus goed zijn als alle apparaten voorzien zouden worden van een DC aansluiting naast de AC aansluiting. Zodat alle gebruikers in principe de stroom uit de zonnepanelen gebruiken en dat een tekort aan Solarstroom aangevuld wordt met AC uit het net. Dit is heel goed en redelijk eenvoudig te realiseren. Maar er is nog wel een probleem op te lossen. DC is veel moeilijker af te schakelen omdat er dan een vlamboog aan blijven “staan” die niet snel dooft omdat er geen “nuldoorgangen ” zijn Dat treedt op als we gewone schakelaars blijven gebruiken met simpele contactjes, maar ook bij het lostrekken van stekkers in stopcontacten. Uiteraard zijn daar ook wel weer oplossingen voor.