Browser information:

This website uses CSS3 & HTML5. It is recommended to use a modern browser with at least the following version number:

  • Chrome 29.0
  • Edge 12.0
  • Explorer 11.0
  • Firefox 28.0
  • Safari 9.0
  • Opera 17.0

Problems? please contact me.

Wanneer er een accu in de zonnestroominstallatie aanwezig is, dan is deze het belangrijkste onderdeel van de installatie. Het succes van de installatie staat of valt dan met de accu. De zonnepanelen zijn bijzaak. De accu is het meest kwetsbare onderdeel, en zal vaak ook de kortste levensduur hebben.

6.1 Verschillende soorten

Er zijn vele verschillende soorten accu’s. Hier een korte lijst van de belangrijkste met opmerkingen over de geschiktheid voor autonome of noodstroominstallaties.

  • De loodzuuraccu: het oudste accu type dat er is. Er is heel veel over bekend, en er is zeer veel ervaring mee. Niet geheel ongevaarlijk. Dankzij de grote ervaring bij de productie en het gebruik is het één van de meest robuuste accu types die verkrijgbaar is.
  • Lithium accu’s: in al zijn verschillende uitvoeringen hebben accu’s van dit type een aantal dingen gemeen. Ze bevatten een gevaarlijke substantie. Fabricagefouten zijn onzichtbaar en kunnen tot brand voeren. Ze verdragen geen ruwe behandeling en in de benodigde capaciteiten zijn ze extreem duur. Het voordeel van de Lithium accu’s zit hem vooral in de afmeting. Ze zijn bij gelijke capaciteit een stuk kleiner en lichter dan loodzuuraccu’s. Voor stationair thuisgebruik is dit niet zo belangrijk als voor mobiele toepassingen.
  • NiMh: bekend van de kleine AA en AAA accu’s. Leuke accu’s maar slecht verkrijgbaar in grote capaciteiten. De zelfontlading is erg hoog, hoewel er tegenwoordig ook LDS (Low Self Discharge) typen in omloop zijn waar ik behoorlijk enthousiast over ben. Maar in de capaciteit die nodig is voor de toepassingen in dit boekje zijn ze te duur.
  • Nikkel-IJzer: mogelijk de beste accu voor autonome installaties. Er zijn echter weinig ervaringsberichten over te vinden. De accu’s zelf zijn groot en hebben een laag rendement. Ze zijn echter zeer robuust en gaan decennia mee. Verhalen gaan dat ze 40 jaar of langer meegaan. Helaas zijn ze zeer slecht verkrijgbaar.

Ik ben van mening dat voor autonome en noodstroominstallaties de oude vertrouwde loodzuuraccu nog steeds de beste keuze is gezien de verkrijgbaarheid en de kwaliteit/prijs verhouding. In de rest van dit boekje wordt dan ook alleen de loodzuuraccu behandelt.

6.1.1 Soorten loodzuuraccu

De loodzuuraccu bestaat al sinds 1859 en heeft een lange ontwikkeling achter zich. Er zijn vele verschillende soorten ontwikkeld zodat er voor iedere toepassing wel een speciaal type te vinden is. Van de klassieke natte loodzuur startaccu in auto’s tot de hermetisch gesloten onderhoudsvrije accu’s voor gebruik in onbewoonde gebieden.

In de volgende onderhoofdstukken worden de bekendere types voorgesteld. Elk van deze types wordt wel eens gebruikt in een zonnestroominstallatie. Hoewel ze niet allemaal even geschikt zijn.

6.1.1.1 Startaccu

De startaccu is de klassieker onder de accu’s. Deze “natte” accu wordt veel gebruikt in kleine zelfgebouwde zonnestroominstallaties vanwege de lage kosten. Helaas is deze accu niet bijzonder goed geschikt voor deze toepassing. Een startaccu is vooral gemaakt om in korte tijd zeer grote stromen te leveren en daarna weer onmiddellijk opgeladen te worden. In een autonome of noodstroominstallatie is de stroom niet zo erg hoog (in vergelijking tot de capaciteit) maar moet de accu wel zo veel mogelijk capaciteit kunnen vrijgeven zonder bijgeladen te worden.

Het wordt aanbevolen om een startaccu niet meer dan 20% te ontladen voordat deze weer wordt bijgeladen. Zo wordt de maximale levensduur bereikt. Dieper ontladen (tot maximaal 50%) is wel mogelijk maar verkort het aantal mogelijke laad-/ontlaadcycli.

Een startaccu heeft ook een relatief korte houdbaarheid, ergens tussen de 5 en 10 jaar. Startaccu’s voor personenauto’s hebben vrijwel allemaal 6 cellen en dus 12V aan de polen. Capaciteiten lopen van ca. 40Ah tot ca. 200Ah.

De startaccu komen we ook wel tegen onder de afkorting SLI (Starter, Light, Ignition).

Startaccu’s voor vrachtauto’s zijn soms van het AGM (Absorbent Glass Mat) type. Deze worden in het volgende onderhoofdstuk behandeld.

Voor kleine autonome of noodstroominstallaties kan de startaccu toch interessant zijn. Met name vanwege de lage aanschaf kosten. Omdat de levensduur maar kort is zullen de aanschafkosten zich wel herhalen. Voor grotere installaties is deze accu ongeschikt.

Natte accu’s zijn niet onderhoudsvrij. Er moet regelmatig gecontroleerd worden of het vloeistofniveau op het juiste peil is, en of de samenstelling van de vloeistof nog de juiste zuurgraad heeft. Normaal gesproken zal de zuurgraad goed zijn zolang ook het niveau van de vloeistof goed is. Wanneer het vloeistofniveau te ver daalt kan deze met gedestilleerd water bijgevuld worden.

6.1.1.2 Tractie en semi-tractie accu’s

Tractie-accu’s worden veel gebruikt in vorkheftrucks en golfkarretjes. Deze accu’s worden ‘s nachts opgeladen en gedurende de dag ontladen. Extreem hoge stromen zoals bij het starten van een auto worden niet gevraagd. De correcte benaming van een tractie-accu is eigenlijk “deep cycle” accu. Deze benaming lijkt in Nederland niet veel gebruikt te worden.

Dit soort accu’s is vaak hermetisch gesloten: er zal normaal gesproken geen knalgas ontwijken. Maar in elke loodzuuraccu zit een veiligheidsventiel, ook in deze accu’s. Dit ventiel wordt aangesproken als de druk (van het knalgas) in de accu te hoog oploopt. Het bijvullen van water of zuur is bij dit type accu’s echter niet mogelijk. Spreekt het overdrukventiel ooit aan, dan is daarna de accu op zijn minst gedegradeerd en mogelijk zelfs voorgoed defect.

Tractie en semi-tractie-accu’s zijn droge accu’s. Ze bevatten geen vrij bewegelijke vloeistof. De AGM (Absorbent Glass Mat) heeft het zuur in een glasmat geabsorbeerd en de VRLA (Valve Regulated Lead Acid) heeft het zuur in een gel gebonden. De VRLA worden ook wel gelaccu genoemd.

Omdat er geen water kan worden bijgevuld moet bij het laden de gasspanning vermeden worden (dit wordt later nog behandeld). Indien er knalgas ontwijkt zou de accu uitdrogen en stukgaan. Een lader voor een natte accu gaat vaak door tot aan de gasspanning. Zo’n lader zou een droge accu snel uitdrogen en permanent beschadigen. Ook het laden van een VRLA of AGM met de noodlaadmethode (beschreven in het voorgaande hoofdstuk) zal zeer waarschijnlijk het einde van de accu betekenen.

De semi-tractie-accu’s mogen tot ca. 50% van hun capaciteit ontladen worden, de vol-tractie-accu’s tot wel 80%. Het aantal laad-/ontlaadcycli van deze accu’s ligt hoger dan die van de startaccu maar hangt sterk samen met de diepte van de ontlading. De houdbaarheid ligt bij ongeveer 8-15 jaar.

Het is mogelijk om (na enig speurwerk) dit soort accu’s tweedehands te verkrijgen, bijvoorbeeld uit golfkarretjes of vorkheftrucks. Tractie-accu’s hebben soms stekkers en/of handvaten zodat ze gemakkelijk vervangen kunnen worden.

Voor natte accu’s bestaan er een aantal trucjes om beschadigde accu’s weer enigszins tot leven te wekken. Deze trucjes kunnen niet gebruikt worden op droge accu’s.

Tractie-accu’s zijn een goede keuze voor noodstroominstallaties. Zo worden bijvoorbeeld VLRA (gel) accu’s ook gebruikt in commerciële UPS systemen. (Uninterruptible Power Supply = Onderbrekingsvrije Stroomverzorging.)

Voor autonome installaties met een hoog aantal laad-/ontlaadcycli zijn deze accu’s niet perfect, maar op grond van hun prijs vormen ze toch een goede oplossing.

6.1.1.3 De OPzS accu

6_1_1_3-OPzS_Accu

De OPzS accu is een bijzonder geconstrueerde natte accu. De platen bestaan uit kleine cilinders en zijn beschermd tegen kortsluiting door een polyester vlies. Dit maakt de OPzS tot een bijna ideale accu voor langdurig gebruik en diepe laad/ontlaad cycli. De gecompliceerde constructie maakt de accu helaas ook relatief duur. De OPzS kan tot ca. 80% van de capaciteit ontladen worden bij behoud van een hoog aantal laad-/ontlaadcycli. Al geldt ook hier dat men vaker kan laden/ontladen als de accu minder diep ontladen wordt. De houdbaarheid van de accu is hoog. Bij een vakkundige behandeling is een houdbaarheid tot 20 jaar mogelijk. Hoewel de OPzS een natte accu is, bieden sommige fabrikanten een recombinatiesysteem aan dat verhindert dat er knalgas ontsnapt. Daarmee bereikt men hetzelfde effect als met de droge accu’s, dat wil zeggen dat het bijvullen met gedestilleerd water (bijna) overbodig is geworden. Voor gebruik in een huisinstallatie zijn recombinatiesystemen overbodig mits men regelmatig het vloeistofniveau controleert. Recombinatiesystemen zijn vrij prijzig. De OPzS accu is waarschijnlijk de beste accu voor autonome installaties. Voor noodstroominstallaties met een klein aantal laad-/ontlaadcycli is de tractie-accu een goedkopere oplossing. Er worden soms tweedehands OPzS accu’s aangeboden. Omdat deze accu’s waarschijnlijk al een groot deel van hun laad-/ontlaadcycli verbruikt hebben zijn deze niet langer geschikt voor autonome installaties. Voor noodstroominstallaties zijn gebruikte OPzS accu’s juist wel geschikt vanwege hun lange levensduur.

6.2 De eigenschappen van een loodzuuraccu

Een loodzuuraccu bestaat uit twee loden platen met daartussen een zuur. De ene plaat is van lood en de andere van loodoxide. De oplossing is een mengsel van water en zwavelzuur.

De componenten van de accu zijn ronduit gevaarlijk. Het zwavelzuur is hoogst agressief en lood is een giftige stof. Zelfs het water in de accu zal zich bij overladen ontleden in waterstof en zuurstof, het bekende knalgas. Indien de ruimte waarin een accu staat niet goed geventileerd is en er vonken of vuur aanwezig kunnen zijn kan het tot een ontploffing komen. Bedenk dat vonkvorming in schakelaars optreedt en ook aan de accupolen op het moment dat contact gemaakt of verbroken wordt. En alsof dat alles nog niet genoeg is, kan een accu ook nog eens ontploffen als de drukventielen niet naar behoren werken tijdens het laden.

Gooi een verbruikte accu (welke soort dan ook) nooit zomaar weg. Het moet vakkundig gerecycled worden om belasting van het milieu te voorkomen.

Gelukkig zijn de accu’s tegenwoordig zeer robuust. Het gevaar is daarom teruggebracht tot een acceptabel niveau mits men de gebruiksaanwijzingen nauwkeurig volgt. Dit is sowieso aan te raden omdat een accu met hoge capaciteit een flinke investering is.

De laadtoestand van een accu kan bepaald worden middels een spanningsmeting. Dit is tegenwoordig de meest gebruikelijke methode. Voordat nauwkeurige spanningsmeters gemeengoed waren werd de soortelijke massa van de zuuroplossing bepaald om de lading te controleren. Ook vandaag de dag is dat nog een betrouwbare methode.

Om een accu optimaal te verzorgen is een regelmatige controle van de hoogte van het vloeistofniveau nodig. Een doorzichtige accu is daarvoor natuurlijk het gemakkelijkst.

6.2.1 Temperatuur

De temperatuur is een belangrijke factor voor accu’s. Een loodzuuraccu werkt het beste bij 25°C. Bij lagere temperaturen neemt de capaciteit af met ongeveer 7% per 10°C. Bij hogere temperaturen neemt de houdbaarheid en cycle-levensduur af met ongeveer 50% per 10°C. Om een optimale combinatie van levensduur en capaciteit te bereiken moet de accu gebruikt worden bij temperaturen tussen de 15 en 25°C. Temperaturen boven de 25°C moeten in ieder geval vermeden worden.

6.2.2 Spanning

Een accu is opgebouwd uit cellen. Elke cel heeft een nominale spanning van 2,105V. Het aantal cellen in een accu bepaalt de spanning. Een 12V accu bestaat uit 6 in serie geschakelde cellen. De spanning van een 12V accu is dus eigenlijk 6x 2,105 = 12,63V. Een 24V accu bestaat uit 12 cellen en heeft dus eigenlijk 25,26V.

De spanning van de accu varieert al naargelang de ladingstoestand. Een lege (maar niet diep ontladen) 12V accu heeft een spanning van 11,7V. Een volle 12V accu die niet aan de lader hangt, heeft een spanning van 12,6V. De spanningen tijdens het laden kunnen oplopen van 13,8V (droge accu’s) tot 14,4V (natte accu’s).

Bij 14,4 volt treed ontleding van het water op en vormt zich knalgas. Het is dus belangrijk om de deze spanning niet te overschrijden. Een goede lader zal dat ook niet doen. Bij droge accu’s is het belangrijk om de gasspanning nooit te bereiken. Daarom wordt bij droge accu’s gestopt met laden bij 13,8V. Laad daarom nooit een droge accu met een lader voor een natte accu!.

6.2.3 Capaciteit

De capaciteit van de accu staat op de accu aangegeven. Meestal in Ampère-uur, afgekort: Ah. De hoofdletter C wordt gebruikt als symbool voor de capaciteit. De ontlaadstroom van een accu wordt in C uitgedrukt. Als een fabrikant zegt dat zijn 80Ah accu met maximaal 10C mag worden ontladen, dan is de maximale ontlaadstroom 800A. Ook de laadstroom wordt in C uitgedrukt, bijvoorbeeld C/5. Dat wil zeggen dat de laadstroom maximaal 1/5 van de capaciteit mag zijn. Een 80Ah accu die met 1/5C geladen moet worden, moet met 16A geladen worden.

De capaciteit van een accu wordt eigenlijk gemeten in Coulombs. Daarbij is 1 Coulomb een stroom van 1 Ampère gedurende 1 seconde. 1Ah is dus 3600 Coulomb. In het dagelijks leven word de eenheid Coulomb vrijwel nooit gebruikt.

De capaciteit van een accu is helaas geen vaste waarde. Het is afhankelijk van de snelheid van ontladen, de ouderdom en de temperatuur. Daarbij geldt dat een hogere ontlaadstroom resulteert in een lagere capaciteit. De capaciteit van de meeste accu’s wordt gegeven voor een ontlaadstroom van C/10. Maar pas op, er zijn ook fabrikanten die C/20 of nog andere waardes gebruiken. Wanneer de capaciteit van twee accu’s gelijk is, maar fabrikant A de capaciteit bij C/10 gemeten heeft en fabrikant B bij C/20, dan is de accu van fabrikant A beter. Lagere ontlaadstromen geven namelijk een hogere effectieve capaciteit.

Voorbeeld: Een 180Ah C/10 accu heeft een capaciteit van 180Ah indien deze ontladen wordt met een stroom van 18A. Wordt deze ontladen met een hogere stroom, dan is de capaciteit lager.

Een lagere temperatuur geeft ook een lagere capaciteit. De capaciteit vermindert met ca. 7% per 10°C. Omdat de capaciteit vaak bij 20 of 25°C gegeven wordt is bij -5°C de capaciteit nog maar ca. 80% van de opgedrukte waarde.

De capaciteit van een oudere accu is sterk afhankelijk van het voorafgaande gebruik en de gemiddelde temperatuur waarbij deze gebruikt is.

Bedenk ook dat een accu nooit helemaal ontladen mag worden. Er moet altijd lading overblijven. De vuistregel is dat een accu maximaal voor 75% ontladen mag worden. Het wordt aanbevolen om accu’s nooit meer dan 50% te ontladen. Zo wordt de beste levensduur bereikt. Alleen vol-tractie-accu’s en OPzS accu’s mogen wel dieper ontladen worden (tot 80%), ook bij regelmatig gebruik. Dan wordt voor deze accu’s de beste prijs/prestatie verhouding bereikt. Wil men echter een maximale levensduur bereiken, dan moeten ook vol-tractie en OPzS accu’s niet verder dan 50% ontladen worden.

De te gebruiken capaciteit van een accu zal vrijwel altijd lager zijn dan de opgedrukte capaciteit en deze capaciteit zal lager worden naarmate de accu ouder wordt. Iets om rekening mee te houden bij de accukeuze.

6.2.4 Laden

Een accu laden is een vak op zich. Voor de niet-ingewijden is het vaak een boek met 7 zegels en mystieke trekjes. Daarom laten we het dan ook graag over aan een acculader. Maar het is wel handig om ongeveer te weten hoe dit gaat.

Bij het laden zijn er twee dingen belangrijk: de maximale laadstroom mag niet overschreden worden, en de maximale klemspanning (spanning aan de accu-klemmen) mag niet overschreden worden.

Voor de laadstroom geldt volgende vuistregel: bij natte loodzuuraccu’s mag de laadstroom niet hoger zijn dan C/5, 1/5 van de capaciteit dus. Beter is het om C/10 niet te overschrijden.

Voor de laadspanning is de vuistregel: een natte 12V accu heeft een maximale laadspanning van 14,4V. Voor een droge (AGM, VRLA, gel) 12V accu is dat 13,8V.

De eenvoudigste laders hebben een laadstroombegrenzer en schakelen automatisch af wanneer de uitgangsspanning (aan de lader!) 14,4V is. Voor droge accu’s zijn deze laders niet geschikt.

De betere en duurdere laders onderscheiden 3 verschillende laadfases: bulkladen, absorptieladen en druppelladen (float). Bij het bulkladen wordt met de maximale laadstroom geladen. Bulkladen laadt de accu tot ca. 80% van de capaciteit. Daarna wordt overgegaan op absorptieladen. Bij het absorptieladen neemt de stroom gedurende het laden af tot de accu vol is. Bij het absorptieladen wordt een vaste spanning aangeboden aan de accu en geladen tot er geen stroom meer wordt opgenomen. De exacte spanning hangt af van het accu type. Het druppelladen (float) dient er voor om de accu vol te houden. De laadspanning die hiervoor gebruikt wordt zal vaak lager zijn dan de spanning tijdens het absorptieladen. Dit om vroegtijdige veroudering te voorkoming.

Omdat een accu vaak het meest kritische onderdeel van een autonome of noodstroominstallatie is, is het geen goed idee om op de acculader te bezuinigen. Een goede acculader verlengt de levensduur van de accu en is daarmee zijn geld meer dan waard.

Let er bij de koop van een acculader op dat deze de gebruikte accu ondersteunt. Een acculader die goed is voor een natte accu kan de levensduur van een droge accu behoorlijk verkorten. Een acculader voor een droge accu zal een natte accu niet volledig opladen.

Tip: Middels een silicium vermogensdiode kan een 14,4V lader toch gebruikt worden om een droge accu te laden. De vermogensdiode wordt dan in doorlaat tussen de lader en de accu geplaatst. Omdat over de silicium diode een spanning van 0,7V verloren gaat wordt de droge accu niet overladen. Wel is het zaak om de lader onmiddellijk van de accu te halen na het opladen. Pas op: over germanium diodes valt slechts 0,3V.

6.2.5 Zelfontlading en opslag

Een accu raakt na verloop van tijd ontladen, ook wanneer deze niet gebruikt wordt. Dit noemen we zelfontlading. De snelheid van zelfontladen is voor elke accu soort anders. Bij de traditionele starter accu kan deze wel 10% of meer per maand bedragen. Voor tractie en OPzS accu’s is het slechts een paar procent per maand.

Het is uiterst schadelijk om een accu leeg (100% ontladen) te bewaren. Normale accu’s lopen al na enkele dagen zoveel schade op dat ze stuk gaan. Tractie en OPzS accu’s kunnen hier beter tegen, maar ook hier geldt: nooit leeg bewaren. Een accu “opzij zetten” voor een jaar zal waarschijnlijk het einde betekenen voor de accu.

Om een accu te bewaren is het goed deze elke paar weken (eens per maand) even op te laden en de lading nooit beneden de 50% te laten komen.

Zolang een ‘natte’ accu nog droog is kan deze wel 10 of 20 jaar bewaard worden. Een natte accu is droog wanneer deze nog niet met het zuur (en water) is gevuld. Het zuur wordt pas ingegoten wanneer de accu gebruikt gaat worden. Het zuur en de accu worden gescheiden bewaard. Een eenmaal gevulde accu leeggieten om te bewaren is helaas niet mogelijk. Het chemische verouderingsproces is dan al begonnen en kan niet meer gestopt worden.

6.3 Selectiecriteria

Er zijn 3 belangrijke selectiecriteria: Capaciteit, Spanning en Accutype.

6.3.1 Capaciteit

Schat de hoeveel energie die verbruikt mag worden. Wanneer een natte accu gebruikt wordt, verdubbel dan deze waarde om rekening te houden met de maximale ontlaad diepte en om veroudering te compenseren.

Wordt een OPzS of een vol-tractie-accu gebruikt, en wil men de beste prijs/prestatie verhouding, gebruik dan een factor 1,5. I.e. de accu capaciteit is 1,5 maal de benodigde energie. Hecht men meer waarde aan een lange levensduur, neem dan ook voor deze accu’s een factor 2.

De gekozen capaciteit zal altijd een afweging zijn tussen kosten en capaciteit. Meer capaciteit is altijd beter maar kost ook meer. Een hogere capaciteit betekent niet alleen dat er meer of langer stroom geleverd kan worden, maar ook dat de accu langer mee zal gaan. Dit is vooral van belang in een autonome installatie.

Bij een autonome installatie waarbij er enkel een acculader op de panelen wordt aangesloten is het belangrijk dat er een evenwicht is tussen de maximale stroom van de panelen en de capaciteit van de accu. De maximale stroom mag niet meer dan 1/5 van de accucapaciteit zijn. Om dan toch met grotere vermogens te werken kan men een hogere accuspanning kiezen, bijvoorbeeld een 24V of 48V in plaats van een 12V.

6.3.2 Spanning

Er zijn theoretisch heel veel verschillende spanningen mogelijk. In de praktijk komt de keuze neer op 12V of 24V. Voor grote autonome huisinstallaties of voor toepassingen in een vaartuig wordt ook wel 48V gebruikt.

Wanneer men vrij kan kiezen dan is een 24V accu waarschijnlijk de beste keuze. Bij 24V zijn de stromen tijdens het laden en ontladen maar half zo groot als bij een 12V accu - bij hetzelfde verbruik natuurlijk. Dit betekent dat de verliezen in de leidingen en stekkers in een 24V installatie slechts 25% zijn van die van een 12V installatie. (Zie hoofdstukken 3.4 en 3.3, P = I2 x R.)

Een belangrijk argument voor een 12V accu is de goede verkrijgbaarheid. Maar een 24V accu kan eenvoudig opgebouwd worden uit 2 maal een 12V accu. Bij dezelfde hoeveelheid opgeslagen energie zal een 12V accu niet veel goedkoper zijn dan een 24V accu.

Aan de verbruikers kant zijn vele apparaten verkrijgbaar met een 12V aansluiting (voor gebruik in de auto). Maar ook 24V apparaten zijn goed verkrijgbaar uit bijvoorbeeld truckers, campers of vaartuigtoebehoren winkels.

Veel handgereedschap werkt op spanningen van 11 tot 24 volt. Een 14V motor kan nog goed werken op 12V, zij het wat langzamer; 18V en hoger kan vaak goed werken op een spanning van 24V. Het is vrij simpel om 18V uit 24V te maken, maar bij eenvoudige schakelingen is het rendement laag (18/24 = 75%). Efficiëntere schakelingen zijn weer duurder.

6.3.3 Accutype

Hier is al het een en ander over gezegd. Als het zo goedkoop mogelijk moet zijn, dan is een normale (tweedehands?) startaccu van 12V “goed genoeg” voor een noodstroominstallatie. Indien financieel mogelijk is het aan te bevelen om ten minste een tweedehands semi-tractie-accu te nemen.

Er is een belangrijk verschil tussen autonome en noodstroominstallaties. In autonome installaties zal de accu elke dag een laad-/ontlaadcyclus doorlopen, in een noodstroominstallatie niet.

Het succes van een autonome installatie staat en valt met de accu. Voor dit soort installaties is de OPzS accu de perfecte keuze, al kan een tractie-accu hier ook volstaan. Tweedehands accu’s vermijdt men beter. In het algemeen geldt: liever wat meer uitgeven voor een goede accu en wat minder voor de zonnepanelen.

Tractie en semi-tractie zijn gesealde accu’s (‘droge’ accu’s). Een nadeel van droge accu’s is dat ze slechter te controleren zijn. Natte accu’s kunnen met verschillende trucjes opgepept worden. Dit soort trucjes is niet zonder gevaar. Of deze truckjes ook mogelijk zijn bij een OPzS accu is mij onbekend.

6.4 Accu’s samenstellen

Het is niet altijd mogelijk om accu’s in de gewenste capaciteit of spanning te verkrijgen. Om de juiste spanning en/of capaciteit te verkrijgen kunnen accu’s in serie of parallel of in een combinatie van serie en parallel geschakeld worden.

6.4.1 Serieschakeling

Het doel van serieschakeling is om een hogere spanning te verkrijgen.

Een normale accu van 12V bestaat zoals gezegd uit 6 maal een 2V cel. We kunnen van twee 12V accu’s gemakkelijk een 24V accu maken door de twee accu’s in serie te schakelen. De minpool van de eerste accu komt dan aan de pluspool van de tweede accu:

6_4_1-Accu_serieschakeling

Bij serieschakeling wordt de spanning van de accu’s bij elkaar opgeteld. De capaciteit wordt echter niet opgeteld, deze wordt gegeven door de kleinst gebruikte capaciteit. Dus een in serie geschakelde 12V/40Ah accu en een 6V/80Ah accu geven het gedrag van een 18V accu met een capaciteit van 40Ah.

De risico’s in een serieschakeling zijn het vernielen van de accu met de kleinste capaciteit. Wanneer de kleinste accu leeg raakt en er nog stroom blijft vloeien uit de overige accu’s zal de kleinste accu schade nemen.

De maximale stroom in een serieschakeling wordt ook bepaald door de zwakste schakel. Indien deze stroom overschreden wordt zal de zwakste accu schade nemen.

Het is aan te bevelen om alleen accu’s met dezelfde capaciteit en met dezelfde maximale stroomsterkte in serie te schakelen.

6.4.2 Parallelschakeling

Een parallelschakeling heeft als doel een grotere stroom of een hogere capaciteit te verkrijgen bij een ongewijzigde klemspanning. In een parallelschakeling worden de accu’s plus aan plus gelegd en min aan min:

6_4_2_a-Accu_parallelschakeling

De spanning blijft nu onveranderd. Dit betekent natuurlijk ook dat alleen accu’s met gelijke spanningen parallel aan elkaar geschakeld mogen worden. De capaciteiten van de accu’s worden nu bij elkaar opgeteld. Dus een 12V accu met 40Ah en een 12V accu van 80Ah vormen samen een 12V accu met 120Ah.

Bij parallelschakeling zit een addertje onder het gras. De volgende illustratie laat zien wat men niet moet doen:

6_4_2_b-Accu_parallelschakeling

In de bovenstaande figuur zullen de weerstanden in de verbindingsdraden tussen de polen er voor zorgen dat de onderste accu altijd achterblijft bij de bovenste accu. Hoeveel dat is hangt af van de weerstand in de draden en de gevraagde stroomsterkte. Het kan aanzienlijk zijn. Dit voert er toe dat de bovenste accu te diep ontladen wordt. Het probleem is groter voor hoge stroomsterktes en zal daarom in autonome of noodstroominstallaties minder relevant zijn dan in bijvoorbeeld starteraccu toepassingen.

Om dezelfde reden is het ook belangrijk dat de draden tussen de polen dezelfde weerstand hebben. Dus hetzelfde materiaal, dezelfde diameter en dezelfde lengte.

Op het internet is het moeilijk eenduidige adviezen te vinden over het parallel schakelen van accu’s met verschillende capaciteiten. Om hierover kort te zijn: het is wel mogelijk om accu’s met verschillende capaciteiten parallel te schakelen.

Voor alle parallel schakelingen geldt dat de beste resultaten en het minste risico behaald worden met accu’s van hetzelfde type en van dezelfde fabrikant.

Om praktische redenen is het dan ook beter om alleen identieke accu’s parallel te schakelen. Gaat er een accu stuk, vervang dan alle accu’s in een parallel schakeling tegelijk.

Het is aan te bevelen om alle accu’s vol te laden voordat ze parallel geschakeld worden. Dit is de beste garantie dat er geen vereffeningstromen gaan lopen op het moment van parallel schakelen. Indien een bijna lege accu met een volle accu parallel geschakeld wordt kan er een hoge (laad)stroom gaan vloeien die eventueel schade kan veroorzaken.

Natte accu’s mogen niet met droge accu’s parallel geschakeld worden. En ook de verschillende types droge accu’s kan men beter niet parallel schakelen. Dit vanwege de verschillende celeigenschappen. Met name de verschillende laadspanningen kunnen tot problemen voeren.

6.4.3 Gecombineerde serie/parallel schakeling

Een gecombineerde serie/parallel schakeling kan worden gezien als een parallelschakeling van in serie geschakelde accu’s:

6_4_3_a-Serie_parallelschakeling

Er geldt natuurlijk hetzelfde als voor de enkelvoudige parallelschakeling, maar nu moeten ook de draden tussen de in serie geschakelde accu’s identiek zijn. De 12V punten mogen niet met elkaar verbonden worden. Onderstaand figuur geeft aan wat men niet moet doen:

6_4_3_b-Serie_parallelschakeling

De extra verbinding in het bovenstaande figuur maakt het waarschijnlijker dat een zwakke accu extra snel uitgeput raakt en niet goed wordt opgeladen.

6.5 Samenvatting (vuistregels)

Dat was een hoop informatie, we kunnen deze samenvatten in de volgende vuistregels:

  • Niet leeg bewaren
  • Laden met maximaal C/5
  • Maximaal 50% ontladen (tractie accu’s tot 80%)
  • Gebruiken bij temperaturen tussen 15°C en 25°C
  • Goede ventilatie
  • Geen vonken of vuur bij de accu
  • Overdruk ventiel(en) moet vrij en schoon blijven
  • Gebruik voor parallel en serie/parallel schakelingen identieke accu’s en identieke verbindingskabels.

6.6 Noodladen met een zonnepaneel

Stel, men heeft een noodsituatie en de acculader is defect. Maar de zon schijnt en er moet energie opgeslagen worden. Is het mogelijk om een accu direct met een paneel op te laden?

Dit hoofdstuk zou natuurlijk niet bestaan als dat niet zo was: het kan, … maar … !

De grote maar zit hem in de spanning en stroomsterkte. Indien een paneel een spanning heeft die nauwelijks boven de laadspanning van een volle accu ligt, en het paneel geen grotere stroom dan C/5 kan leveren, dan kan met dat paneel de accu ook direct worden geladen.

Laad nooit een accu direct uit een paneel zonder opzicht! Zorg voor voldoende bescherming van gezicht en handen. Zorg voor voldoende ventilatie. Zorg dat er geen vuur of vonken in de buurt kunnen komen.

Toezicht is absoluut noodzakelijk. De laadspanning moet permanent in het oog gehouden worden en een zuurmeter ter controle van de laadtoestand is aan te bevelen. Een doorzichtige accu is een belangrijk voordeel. Zouden we een accu direct uit een paneel laden, zonder een wakend oog op de situatie te houden dan is het vrijwel zeker dat de accu vernield zal worden (droogkoken). Bovendien bestaat er explosiegevaar door het ontwijkende knalgas.

Omdat een zonnepaneel zich als een stroombron gedraagt moet het laden onmiddellijk gestopt worden wanneer de spanning aan de klemmen van de accu bij de gasspanning komt. (14,4V voor een natte 12V accu, 28,8V voor een natte 24V accu.)

Deze methode zal vrijwel zeker de levensduur van de accu verkorten. Een droge accu (AGM, VRLA, Gel) zou ik persoonlijk nooit met deze methode opladen.

Indien men deze optie wil openhouden, houdt dan bij de paneelkeuze hiermee al rekening. De keuze van de Vp wordt dan bepaald door de accuspanning. Voor de normale 12V accu’s kiezen we een paneel met een Vp tussen de 15V en 18V. Voor de 24V accu’s een paneel met een Vp tussen de 30V en 36V. Houd hierbij in het oog dat de Vp afhankelijk is van de temperatuur. In de winter is de Vp hoger dan in de zomer.

De maximale stroomsterkte van het paneel mag niet meer bedragen dan C/5.

Indien de spanning van een paneel te hoog is, dan kan men een tweede noodmaatregel gebruiken: een voorschakelweerstand. Deze wordt tussen accu en paneel gezet. Hiervoor is het ijzerdraad van de traditionele weide-afrastering geschikt. Dit draad bezit een weerstand van ca. 0,05 Ohm per meter (staaldraad met een doorsnede van 2,5mm). Indien het paneel bijvoorbeeld maximaal 10A kan leveren is het spanningsverlies per meter weidedraad ongeveer 0,5V. Wil men 5V verliezen dan is er 10 meter draad nodig. Let wel, dit geldt alleen voor ijzerdraad en alleen als er geen kortsluiting in die 10 meter zit. Als het draadstuk heet wordt neemt de weerstand toe en daarmee ook het spanningsverlies. Zoals gezegd, deze techniek is alleen in noodsituaties te gebruiken. En zelfs wanneer men weet wat men doet is schade aan de accu niet uit te sluiten.

Browser information:

This website uses CSS3 & HTML5. It is recommended to use a modern browser with at least the following version number:

  • Chrome 29.0
  • Edge 12.0
  • Explorer 11.0
  • Firefox 28.0
  • Safari 9.0
  • Opera 17.0

Problems? please contact me.