De belangrijke rol die energieopslag gaat spelen
Energieopslagsystemen worden steeds crucialer in ons energielandschap. Naast bekende opties zoals de Tesla Powerwall, zijn er ook andere belangrijke systemen zoals SonnenBatterie, LG Chem RESU en de Nederlandse Sessy die in Nederland bekendheid winnen. Deze variëren van compacte thuisbatterijen tot grootschalige opslagsystemen zoals de Giga Rhino. Deze systemen zijn onmisbaar voor het balanceren van vraag en aanbod op het energienet, vooral met de toename van duurzame energiebronnen. In de nabije toekomst zullen deze opslagsystemen een nog prominentere rol spelen in onze energievoorziening, zowel voor huishoudelijk als commercieel gebruik.
Wat is een batterij
Een batterij is een opslagmedium voor energie, primair gebruikt om elektriciteit op te slaan. Deze chemische batterijen zetten chemische energie om in elektriciteit, die een breed scala aan apparaten van stroom voorziet. Er bestaan ook thermische batterijen die warmte opslaan en vrijgeven, nuttig voor energie-efficiëntie in warmtenetten. Daarnaast zijn er batterijen op basis van kinetische energie, zoals vliegwielbatterijen, die energie opslaan in de vorm van rotatie-energie. Deze worden gebruikt voor toepassingen waar snelle energieafgifte vereist is, zoals in energienetten en noodstroomvoorzieningen.
Hoe werkt een batterij?
Een batterij slaat energie op in chemische vorm, die op een later moment kan worden omgezet in elektriciteit. Dit proces is gebaseerd op de chemische reactie tussen de elektroden en de elektrolyt in de batterij, waardoor elektronen door een extern circuit stromen en zo stroom leveren. Energie zou je ook kunnen opslaan door bijvoorbeeld water in een reservoir te pompen. Dit wordt middels een pompcentrale(Pumped Hydro Storage) gedaan. Er zijn dus verschillende manieren om energie op te slaan om later om te zetten naar elektriciteit.
Kenmerken van batterijen
In dit artikel focussen we ons op de meeste gebruikte vorm van de batterij en dat is de chemische batterij. Er zijn enorm veel verschillende soorten types batterijen, variërend van loodzuur-, redox flow-, lithium-ionbatterijen tot zoutwaterbatterijen. Elk type batterij heeft zijn eigen kenmerken, zoals levensduur, capaciteit en milieuvriendelijkheid, waardoor ze geschikt zijn voor verschillende toepassingen.
- Energiedichtheid
- Voltage
- Ontvlambaarheid
- Laadsnelheid
- Ontlaadsnelheid
- Kosten per kWh
- Onderhoud
Overzicht soorten batterijen
Er zijn verschillende soorten batterijen, variërend van loodzuur- en lithium-ionbatterijen tot zoutwaterbatterijen. Elk type heeft zijn eigen kenmerken, zoals levensduur, capaciteit en milieuvriendelijkheid, waardoor ze geschikt zijn voor verschillende toepassingen.
Loodzuur
Loodzuur batterijen worden veel gebruikt in verschillende toepassingen vanwege hun betrouwbaarheid en kostenefficiëntie. Ze zijn vooral bekend als de standaard batterij voor auto's en andere voertuigen voor het starten, verlichting en ontsteking. Daarnaast worden ze gebruikt in noodstroomvoorzieningen, zoals voor UPS-systemen (Uninterruptible Power Supply) en voor het opslaan van energie in zonne-energiesystemen. Loodzuur batterijen zijn ook te vinden in sommige types van elektrische scooters en rolstoelen, en in maritieme toepassingen voor de energievoorziening aan boord.
Lithium-ion
Lithium-ion batterijen worden breed gebruikt in moderne elektronica vanwege hun hoge energiedichtheid en lange levensduur. Ze zijn essentieel in mobiele telefoons, laptops, en andere draagbare elektronische apparaten. Ook zijn ze cruciaal in elektrische voertuigen, waar ze zorgen voor efficiënte en krachtige energieopslag. Daarnaast worden lithium-ion batterijen gebruikt in energieopslagsystemen voor het vasthouden van zonne- en windenergie, en in verschillende industriële en medische toepassingen vanwege hun betrouwbaarheid en capaciteit voor snelle oplaadcycli.
Zoutwaterbatterijen
Zoutwaterbatterijen, ook bekend als zoutwateraccu's, worden gebruikt in toepassingen waar milieuvriendelijkheid en veiligheid voorop staan. Ze zijn ideaal voor energieopslag in off-grid en groene energiesystemen, zoals zonne- en windenergie, vanwege hun niet-toxische en brandveilige eigenschappen. Deze batterijen zijn ook geschikt voor gebruik in woningen en commerciële gebouwen waar veiligheid en minimale milieu-impact belangrijk zijn. Door hun unieke samenstelling zijn zoutwaterbatterijen een duurzaam alternatief in de wereld van energieopslag.
Toepassingsgebieden van batterijen
Batterijen spelen een veelzijdige en cruciale rol in tal van toepassingen die variëren van huishoudelijk tot industrieel gebruik. Thuisbatterijen zijn essentieel voor de opslag van energie gegenereerd door zonnepanelen, waardoor huishoudens hun eigen duurzame energie effectiever kunnen beheren. In de zakelijke sector worden batterijen ingezet voor peakshaving en demand response, waarbij ze helpen om pieken in energieverbruik te beheren en zo efficiënter met energie om te gaan. Op een grotere schaal dragen batterijen bij aan de stabiliteit van het elektriciteitsnet door netbalancering en bieden ze een betrouwbare noodstroomvoorziening.
Thuisbatterijen
Thuisbatterijen worden ingezet voor twee belangrijke doeleinden. Ten eerste slaan ze de energie op die wordt opgewekt door zonnepanelen. Dit maakt het mogelijk om de zelfgeproduceerde zonne-energie te gebruiken wanneer het nodig is, zelfs wanneer de zon niet schijnt. Ten tweede worden thuisbatterijen gebruikt om energie op te slaan wanneer deze goedkoop is, bijvoorbeeld tijdens daluren. Dit stelt huishoudens in staat om energiekosten te besparen door energie te gebruiken uit de batterij wanneer de tarieven hoger zijn.
Batterijen voor bedrijven
Bij bedrijven worden batterijen op verschillende manieren ingezet. Ze slaan energie op die is opgewekt door bedrijfseigen zonnepanelen, waardoor bedrijven hun duurzame energie efficiënter kunnen gebruiken. Ook worden batterijen gebruikt om energie op te slaan wanneer deze goedkoop is, bijvoorbeeld tijdens daluren, wat kan leiden tot aanzienlijke kostenbesparingen. Bovendien stellen batterijen bedrijven in staat om hun stroomaansluiting te verkleinen, wat leidt tot lagere vaste kosten en een verminderde afhankelijkheid van het energienet.
Grootschalige energieopslag
Grootschalige energieopslagsystemen spelen een cruciale rol in het beheren van de energievoorziening. Ze worden gebruikt voor netbalancering, waarbij ze helpen om de vraag en aanbod van elektriciteit op het netwerk in evenwicht te brengen. Deze systemen zijn ook actief op de onbalansmarkt, waar ze inspelen op korte termijn fluctuaties in de energieproductie en -vraag. Een andere belangrijke functie is het opslaan van overschotten aan duurzaam opgewekte energie, zoals zonne- of windenergie, om te zorgen voor een stabiele en duurzame energievoorziening.
Waarom een batterij aanschaffen?
Voor particulieren is het aanschaffen van een batterij vooral voordelig voor het optimaliseren van zelfverbruik van opgewekte stroom uit zonne-energie. Moderne batterijsystemen, vaak AC gekoppeld, kunnen zo geconfigureerd worden dat ze laden tijdens goedkope energiemomenten en ontladen wanneer het duurder is, wat leidt tot een efficiënter energieverbruik en kostenbesparingen.
Voor bedrijven is een van de grootste voordelen het peak shaving, wat kan leiden tot aanzienlijke besparingen. Door energiepieken af te vlakken, verminderen bedrijven de noodzaak voor grote netaansluitingen en besparen ze op de energiekosten door het zelfverbruik te optimaliseren, vooral in combinatie met dynamische energiecontracten. Daarnaast dragen batterijen bij aan duurzaamheidsinitiatieven door het opslaan en benutten van hernieuwbare energie.
Rendabiliteit van batterijen in 2023
De rendabiliteit van batterijen in 2023 hangt af van verschillende factoren, zoals de kosten van de batterij, de efficiëntie, en de energieprijzen, welke besparingen er gerealiseerd kunnen worden door het plaatsten van de batterij. Met de voortschrijdende technologische ontwikkelingen worden batterijen efficiënter en steeds betaalbaarder. Dit, samen met stijgende energieprijzen en toenemende focus op duurzame energie, doet de terugverdientijd van batterijinvesteringen verkorten. Ook subsidies en overheidsinitiatieven kunnen de rendabiliteit positief beïnvloeden.