Gepost op

Complexe stof, minder complex, meer begrijpelijk

Wanneer je in de energie duikt krijg je te maken met veel verschillende termen zoals spanning, stroom, vermogen en capaciteit. Het is dan ook niet gek wanneer een leek op de vingers wordt getikt door een technicus voor het gebruik van verkeerde termen. Om het allemaal wat makkelijker te maken verklaren we in dit artikel de belangrijkste termen omtrent energieopslag.
Spanning, en sensatie
Het begint allemaal met spanning met de eenheid Volt, vernoemd naar Alessandro Volta de ‘ontdekker’ van de batterij. Qua spanning hebben we in energiewereld eigenlijk maar twee belangrijke soorten, dat zijn gelijkspanning (direct current, DC) en wisselspanning (alternating current, AC). Het daadwerkelijke verschil tussen gelijk- en wisselspanning is dat gelijkspanning, zo simpel als het is, gelijk blijft en de wisselspanning zowel positief als negatief wordt (dit gebeurt sinusvormig). Bij het wisselen van positief naar negatief ontstaat een frequentie in eenheid Hertz, Hz. In Nederland duurt dat wisselen van positief naar negatief en terug 20 milliseconde. Dit geeft de netfrequentie die we in Nederland hanteren 50Hz.
Mocht het nog niet bekend zijn, uit een stopcontact komt wisselspanning en uit een (geladen) batterij komt gelijkspanning. Om een batterij te laden vanuit ‘het stopcontact’ zul je dus van wisselspanning naar gelijkspanning moeten en voor ontladen vice versa. Wanneer je een batterij wilt laden vanuit een PV (gelijkspanning) installatie is dat ook mogelijk, maar ook hier moet omgevormd worden om je batterijen op de juiste manier te laden. De omvormer komen we later nog op terug.
Stroom en vermogen
Nu we eenmaal spanning hebben kunnen we kijken naar stroom dat wordt uitgedrukt in ampère, A. Stroom ontstaat in een gesloten spanningscircuit met een bepaalde opgenomen weerstand dat wordt uitgedrukt in Ohm, Ω. Weerstand zit in alle apparaten, om het simpel te houden gaan we hier niet dieper op in.
Wanneer op een circuit een spanning staat en er een stroom doorheen loopt neemt het circuit vermogen op. Vermogen wordt uitgedrukt in Watt, W. Elektrisch vermogen is een gevolg van spanning en stroom, ofwel vermogen = spanning x stroom, zonder in te gaan op alle bijkomende verschijnselen wat betreft vermogen.
Het vermogen wordt in de energiewereld vaak uitgedrukt in kW (kiloWatt) hetgeen gelijk is aan 1.000 Watt. Om kW in tijd uit te drukken gebruikt je kWh (kiloWatt/uur), een kWh heb je waneer je 1kW gebruikt voor een uur. Om het even ingewikkeld -maar wel relevant- te maken, wanneer je een half uur 2kW gebruikt heb je ook 1kWh.
Omvormers
Wanneer je batterijen wilt laden of ontladen heb je daarvoor een omvormer nodig wie de spanning van de batterij omzet van gelijkspanning naar wisselspanning. In een energieopslag systeem met omvormer staan vaak een specificaties aangeduid in kW en kWh. Hier in geld dus dat het aantal kW’s de hoeveelheid vermogen is dat het systeem continu kan leveren en het aantal kWh’s de capaciteit is. Dus als je een energieopslag systeem hebt van 5kW/5kWh zou je een uur lang 5kW kunnen leveren vanuit de batterijen, wanneer je de hoeveelheid batterijen verdubbeld kun je die 5kW 2 uur leveren. Je systeem heeft dan een vermogen van 5kW/10kWh.
Het verdubbelen kun je ook bij de omvormer doen in plaats van de batterijen. Nog een keer het voorbeeld van de 5kW/5kWh. Er zijn situaties te bedenken waar er in een korte tijd veel vermogen geleverd moet worden, bijvoorbeeld 10kW. Dan zou je 2 omvormers moeten hebben en verdeel je de batterijen daar over beide omvormers. Je systeem heeft dan een vermogen van 10kW/5kWh. Met deze configuratie kun je dus 2 keer zoveel vermogen leveren, maar zijn je batterijen natuurlijk ook binnen een half uur leeg.