Vandaag de dag besluiten steeds meer huiseigenaren om een zonne-energiesysteem te installeren. De stijgende elektriciteitsprijzen zijn hiervoor evenzeer een reden als een groeiend verantwoordelijkheidsgevoel ten aanzien van het milieu en de natuurlijke hulpbronnen van onze wereld. Bovendien zijn zonne-energiesystemen de laatste jaren steeds goedkoper geworden, waardoor de drempel voor deze investering is verlaagd.

Waarom een energieopslagsysteem?

Om een zonne-energiesysteem te laten functioneren, zijn niet alleen fotovoltaïsche panelen nodig, maar ook opslag van zonne-energie. Theoretisch zou een dergelijk systeem ook zonder energieopslag kunnen worden geëxploiteerd, maar dan zouden er aanzienlijke nadelen aan verbonden zijn. Op de momenten dat de zonneactiviteit het grootst is, zou het potentieel voor elektriciteitsopwekking verloren gaan, terwijl men 's nachts nog steeds afhankelijk zou zijn van energie uit het elektriciteitsnet. Een zonne-energiesysteem is daarom alleen volledig rendabel met een bijbehorend opslagsysteem voor zonne-energie. De laatste jaren zijn lithiumbatterijen steeds populairder geworden als opslagoplossing voor zonne-energiesystemen en zij vormen nu een gelijkwaardig alternatief voor het bekende loodopslagsysteem.

Hoe werkt lithium-opslag

De elektrochemische reactie die plaatsvindt in lithiumbatterijen is betrekkelijk eenvoudig uit te leggen. Tijdens het opladen bewegen de lithium-ionen zich door een elektrolyt van de ene elektrode naar de andere en blijven daar kleven. Bij het ontladen bewegen de lithium-ionen in de tegenovergestelde richting en geven zo de opgeslagen energie weer vrij. De elektroden zijn meestal gemaakt van grafiet, maar er zijn ook modellen op de markt met ijzeren of kobaltgeleiders.

De voordelen van lithiumbatterijen

De voordelen van lithium-opslagbatterijen ten opzichte van andere oplossingen zijn immens. Ten eerste hebben zij een langere levensduur dan loodaccu's. De huidige modellen kunnen tot 20 jaar worden gebruikt voor de opslag van elektriciteit. Het aantal mogelijke laadcycli is ook veel groter dan bij loodaccu's. Bovendien kunnen lithium-accu's dieper worden ontladen zonder permanente schade op te lopen. Moderne lithiumbatterijen hebben vrijwel geen geheugeneffect en een geringe neiging tot zelfontlading. Bij eenzelfde opslagcapaciteit zijn lithiumbatterijen ook kleiner en lichter dan loodbatterijen. Daardoor nemen ze minder ruimte in beslag in het huishouden en kunnen systemen met een grotere capaciteit worden geïnstalleerd met dezelfde benodigde ruimte. Het rendement is ook aanzienlijk hoger dan dat van loodaccu's. Deze kunnen slechts ongeveer 80 procent van de inkomende stroom opslaan, de rest wordt als afvalwarmte aan het milieu afgegeven. Lithiumbatterijen hebben tegenwoordig een rendement van 90 tot 95 procent. Aangezien zij niet ontgassen, behoeven zij niet uitsluitend in goed geventileerde ruimten te worden geïnstalleerd, in tegenstelling tot loodaccu's.

Het verloop van de dag met een zonne-energie opslagsysteem

Nadelen van lithiumbatterijen

Deze energieopslagsystemen hebben echter ook een aantal nadelen. De belangrijkste reden om af te zien van fotovoltaïsche opslag op basis van lithium is waarschijnlijk nog steeds de hoge prijs. Momenteel is het verschil in kosten tussen fotovoltaïsche opslagsystemen op basis van lood en lithium ongeveer 2,5 maal zo groot. Dit verschil wordt echter gecompenseerd door de bijna twee maal zo lange levensduur van lithium-accu's, die zich pas na vele jaren gebruik uitbetaalt.

Natuurlijk kunnen overheidssubsidies, zoals die van de KfW-bank, de aanschafkosten drukken, maar deze voordelen gelden ook voor de goedkopere loodaccu's. De kosten worden zowel veroorzaakt door de grondstoffen als door de complexe oplaadelektronica, zonder welke dit energie-opslagsysteem niet zou functioneren. Overigens reageert lithium sterk met lucht en water, hetgeen tot explosieve reacties kan leiden. De elektrolyt die het bevat is ook ontvlambaar. Onbeschadigde opslagunits voor zonne-energie vormen echter vrijwel geen gevaar als ze op de juiste manier worden behandeld.

Last but not least is de milieubalans van lithiumbatterijen niet zonder problemen. Lithium, evenals het metaal kobalt dat ook nodig is voor de productie, zijn zeldzame grondstoffen. Ze zijn ook schadelijk voor de gezondheid, dus het recycleren van lithiumbatterijen is ingewikkeld. Anderzijds kan dit type batterij jaren meegaan zonder te worden vervangen, zodat lithiumbatterijen veel minder vaak hoeven te worden gerecycleerd dan hun tegenhangers op loodbasis.

Conclusie

Uiteindelijk zijn er veel argumenten die vóór lithium-ion-opslag als alternatief voor loodaccu's spreken, vooral omdat lithium-opslag steeds krachtiger en beter wordt. Hun eigen snelle vooruitgang geeft echter ook reden tot terughoudendheid: de ontwikkeling is hier nog lang niet afgesloten. De prijzen voor lithium-ion-opslag zijn in de afgelopen drie jaar met 30 procent gedaald. Prognoses voorspellen dat de prijzen tegen 2020 met nog eens 50 procent zullen dalen. Ook de opslagdichtheid en het rendement van de batterijen zullen blijven toenemen, ook al is hier reeds een hoog niveau bereikt. Het is de vraag of het nu al zin heeft een lithium-opslagunit voor het eigen systeem aan te schaffen of dat men in eerste instantie voor de goedkopere lood-opslagunit moet kiezen om over een paar jaar over te stappen op een beter en tegen die tijd goedkoper lithium-model. Geschikte nieuwe of tweedehands modellen en restvoorraden, magazijn- en B-goederen zijn in ieder geval te vinden op de online marktplaats SecondSol.