Kun je in Nederland “off-grid” leven?

Er is een grote roep om “energietransitie”. Zonnepanelen, windturbines (da’s de correcte naam voor “windmolens”), elektrische auto’s, isolatie en zuiniger apparatuur. In Huize Snor zijn we hier vólop mee bezig en hebben we een zeer goed overzicht in ons energieverbruik en de opbrengst van onze zonnepanelen. We maken er ook een sport van om zoveel mogelijk energie te gebruiken op het moment dat het geproduceerd wordt. Wasmachines aan als de zon schijnt, auto opladen als de zon schijnt, dat soort dingen. Nu is onze installatie nogal groot (9.6kwp) en is het maximale vermogen groter dan wat ons huishoudelijk verbruik is. Zelfs als de wasmachine, droger, vaatwasser, airco en vloerverwarming aan staan leveren we nog elektriciteit terug. Het enige “apparaat” wat dit vermogen werkelijk kan opnemen is de auto.

Dit toont ook het begin van het probleem. Hieronder een staatje van het energieverbruik van ons huishouden per maand. Let op dat ik het gasverbruik heb “omgerekend” naar kwh om dezelfde eenheid te hebben. 1m3 bevat ongeveer 10kwh aan energie-inhoud. De opbrengst van de zonnepanelen is in de maanden november-december-januari veruit het laagst en piekt in de maanden april-mei-juni.

Dit kun je ook anders weergeven, en dan krijg je de onderstaande grafiek van het netto-energieverbruik. Nog steeds met gas omgerekend in kwh. Tot en met september, en feitelijk de eerste week van oktober, is mijn energieverbruik volledig afgedekt door de zonnepanelen. In maart is dit nog niet zo, ondanks de grote opbrengst van de zonnepanelen in de maand maart: maart is ook een koude maand. Veel mensen denken wellicht dat maart een zachte maand is, feit is dat maart net zo koud is als november.

Op jaarbasis kom ik uit op een netto-verbruik van ongeveer 2900kwh. Op jaarbasis ben ik dus niet in staat om zelfvoorzienend te zijn.

Warmtepomp in plaats van gas

Een warmtepomp (en inductie-koken) zou ons volledig van het gas afhalen. Ik reken met een gemiddelde COP van 4. Dit wil zeggen dat de warmtepomp 1kwh nodig heeft om 4kwh warmte aan de lucht te onttrekken: het principe van de koelkast. Dit verandert het plaatje enorm:

Vanaf de tweede week van februari tot en met de laatste week van oktober ben ik volledig zelfvoorzienend. Op jaarbasis kom ik zelfs uit op een teruglevering van 3624kwh en daarmee een energierekening van -800 EUR per jaar (11 cent terugleververgoeding & vermindering energiebelasting).

Aan de accu dan maar?

Dit zou je mee moeten kunnen nemen de winter in! Helaas kost een thuisaccu op dit moment nog een slordige 9000 EUR voor een capaciteit van 13,5kwh. Maar hoeveel zou ik er nodig hebben?

	Tekort	Cumulatief	Powerwalls
Oktober	88	88	7
November	288	376	22
December	660	1036	49
Januari	695	1731	52
Februari	127	1857	10

Op het hoogtepunt van het tekort zou ik 52 Powerwalls nodig hebben. Dit zou een kostenplaatje met zich meebrengen van 468.000 EUR, al denk ik dat ik wel wat korting zou kunnen krijgen als ik er zóveel zou plaatsen. Maar het is veilig om te stellen dat dit geen soelaas biedt: het is geen realistisch scenario om bijna een half miljoen EUR aan batterijen te spenderen om de winter door te komen.
Dat gezegd hebbende: bovenstaande is enigszins simplistisch gesteld. Het is mogelijk dat in een bepaalde periode het tekort groter of kleiner is. Een zeer zonnige episode in december levert een aanzienlijke hoeveelheid stroom op.

Inzetten op meer zonnepanelen dan maar?

Ik kan nog wat zonnepanelen bijplaatsen. Ik kan een flinke zonneboiler kwijt op mijn dak, waar ik in de middag en avond veel zon vang, maar niet voldoende voor zonnepanelen. Ook kan ik op mijn tuinhuis nog 8 zonnepanelen kwijt. Gezien ik er nu 32 heb, verhoog ik mijn totale productie met 25%. Je moet het toch enigszins eenvoudig houden tenslotte…

Dit heeft een vrij groot effect: in oktober ben ik nog steeds volledig zelfvoorzienend. Op jaarbasis lever ik nu 6000kwh terug. Maar in het aantal powerwalls maakt het nog maar weinig uit: ik kom nog steeds uit op 48 stuks ofwel een fictieve investering van 432.000 EUR. Wel een goede businesscase: een setje zonnepanelen van 8 stuks kost iets meer dan 2.000 EUR.

Maar hoeveel zonnepanelen heb ik dán nodig? En wat levert het op?

De crux zit in december en januari. En het antwoord valt me eerlijk gezegd mee. Met 4 maal zoveel panelen zou ik óók in de winter energetisch op “0” uit komen. Of bijna: in december zou ik 30kwh tekort komen en in januari 5kwh. Dat valt op deze cijfers ruimschoots in de marge van onzekerheid.

Met 4 maal zoveel panelen als nu (128 stuks) zou ik een forse uitdaging hebben. Ten eerste zou het piekvermogen 35kw zijn. Dat betekent een aansluiting van 3*80A om dit vermogen terug te kunnen leveren. In de zomer wil je immers wél terugleveren! De aansluitkosten voor 3*80A zijn per jaar bijna 1900 EUR hoger dan voor mijn huidige 3*25A aansluiting. Autsj…
Maar goed: op jaarbasis lever ik 32000 kwh terug. Ja, 32 duizend kwh. Voor de eerste 10.000kwh krijg ik 11 cent van Greenchoice, voor de rest 5 cent (afgerond). Voor de snelle rekenaars: dat is 2200 EUR per jaar. In combinatie met de hogere kosten voor de aansluiting levert het nog 300 EUR per jaar op. Maar dat is het dan ook: geen energierekening meer.

De investering in nog eens 28.8kwp-zonnepanelen zou ongeveer 25.000 EUR bedragen. Dat klinkt al een stuk redelijker dan 48 powerwalls. Het geeft ook meteen aan wat we moeten doen in de energietransitie:
1. Flinke overcapaciteit inbouwen, zodat zelfs in worst-case scenario’s er voldoende elektriciteit voor handen is.
2. Implementatie van (beperkte) batterijcapaciteit. Er bestaat een fenomeen en dat heet “mist en bewolking”. Hierdoor zal er een aantal dagen in de winter zijn waar de opbrengst van zelfs een systeem met 128 panelen niet afdoende is voor de benodigde energie. Ook bestaat het fenomeen “nacht”, waar zonnepanelen bijzonder slecht presteren. Je hebt dus iets van opslag nodig om de nacht door te komen.
3. Slimme systemen. In een dergelijk overgedimensioneerd systeem maak je geen gebruik van nachtstroom. Overdag stook je het boilervat met de warmtepomp en het huis warm, zodat je in de nacht niet hoeft te draaien. Dat helpt ook met je COP: overdag is het warmer en dan is de efficientie van je warmtepomp (aanzienlijk!) hoger.
4. Beperken van verbruik. Een beperking van de warmtevraag (wat hedendaags ons gasverbruik is) met 20% zorgt voor positieve cijfers in alle maanden. Maar punt 2 van hierboven voorkom je niet.
5. Slimme batterijen. Batterijen die bijvoorbeeld handelen met de door jou geproduceerde stroom op het moment dat elektriciteit heel duur is. Maar het is ook mogelijk om hiermee bijvoorbeeld de teruglevering te beperken. In de zomer hoef je niet alles terug te leveren en pak je een “lagere piek” zodat je met 3*50 A toe kunt. Je houdt dan nog voldoende vermogen over om maximaal terug te leveren én de batterijen op te laden waarbij je zelfs ’s nachts nog terug kunt leveren vanuit de batterijen. Er is in de zomer immers geen warmtevraag ’s nachts dus kun je toe me zéér weinig stroom om de (heel korte) nachten door te komen.
6. Je wilt niet off-grid. Gewoon absoluut niet: onder de slechtste omstandigheden wil je dat je de mogelijkheid hebt om extra energie af te nemen. Maar je wilt ook terug kunnen leveren. Het is nogal zonde om 32.000kwh per jaar niet terug te leveren.

Er is maar 1 “klein probleempje”. De theorie is heel fijn, maar in de praktijk heb ik niet voldoende ruimte voor 128 PV-panelen. Zoals gezegd kan ik er nog 8 kwijt op mijn tuinhuis. Eventueel nog 6 extra op de garage. En dan houdt het wel op.

Bovendien kun je de vraag stellen: als je tóch terug wilt leveren ivm. de enorme overcapaciteit, waarom zou je dan uberhaupt zoveel geld investeren om de wintermaanden af te dekken? Het elektriciteitsnet is je batterij, want zelfvoorziening realiseren op jaarbasis is eenvoudig(er).

Ok. Je kunt dus niet off-grid?

In een situatie met een bestaande woning die hier niet voor ontworpen is, is het waanzin in Nederland om off-grid te gaan. Maar als ik een nieuw huis zou bouwen, zou deze van begin af aan off-grid zijn. Dit zou ik realiseren op de volgende manier:
1. Beperken van de warmtevraag in de winter: grote ramen op zuid, oost en west en wel in 3-laags glas.
2. Een dak met een grote overhang op zuid, oost en west, met zonnepanelen aan alle kanten en tot aan de dakgoot. Deze overhang vergroot niet alleen het dakoppervlak, maar voorkomt ook een belangrijk deel van de instraling in de zomer waardoor het koeler blijft.
3. Verwarming met warmtepomp. Eventueel (als ik afgelegen zou wonen) met een pelletgestookte kachel, van houtpellets van eigen land. Hiervoor zou ik bomen kweken om te voorzien in het benodigde hakhout.
4. Zonneboiler voor warm water & bijstook vloerverwarming.
5. Hele grote thermische massa. Zware muren, zware vloeren.

Ik ben reeds begonnen met het ontwerp van bovenstaande woning (je moet toch iets te doen hebben) dus als ik ooit de loterij win, dan kan ik het bouwen.