Heel erg off-topic
. Maar toch:
Als je volledig off-grid wilt met alleen PV panelen als generator zul je alles (en dan ook echt alles) wat je verbruikt, maar niet op dat moment met die panelen kunt opwekken, zelf eerder opgeslagen moeten hebben. Je moet overdag dus voldoende opslaan voor 's nachts, maar dat is niet genoeg. Je wil immers niet zonder stroom komen te zitten als het een paar dagen bewolkt is. Dus je zult voldoende accucapaciteit moeten hebben om zo'n slechte periode door te komen of je PV array zodanig moeten overdimensioneren dat er zelfs op de meest bewolkte dag nog voldoende wordt opgewekt.
Als ik naar de zongrafiek voor CA kijk dan zie ik in de wintermaanden ongeveer 35% van de opbrengst van de zomermaanden. Als je verbruik over het gehele jaar elke dag ongeveer gelijk is betekent dit dus al dat je systeem gemiddeld genomen drie keer groter moet zijn dan dat je in de zomer eigenlijk nodig hebt. Maar als je in de zomer meer verbruik hebt (airco) dan zou dat wellicht (deels) tegen elkaar weg te strepen zijn. Er zijn wat sites waarop mensen hun opbrengstdata publiceren. Daar staat bijvoorbeeld een 14kW installatie in Ramona, CA op (net boven San Diego). Die installatie heeft in de winter soms opbrengstdagen van rond de 15kWh, terwijl diezelfde capaciteit in een gemiddelde zomerdag zo'n 100kWh kan opleveren. Als je 30kWh/dag verbruikt en je wekt maar 15kWh op dan zie je al snel hoeveel je moet gaan opslaan met 2 of 3 bewolkte dagen achter elkaar.
Opslagcapaciteit is dus echt de grootste bottleneck. Reken op dit moment op ongeveer $500 tot $600 per kWh voor kale accucapaciteit. Je hebt eigenlijk 2 serieuze opties: Tesla powerwall, 14kWh/stuk/$6000, en de LG Resu, 10kWh per stuk/$5000. Beide zijn kant-en-klare lithium-ion systemen met een mooie kast eromheen en alle zaken zoals temperatuurbewaking e.d. geintegreerd. De derde optie is de ouderwetse optie, een fors aantal loodaccu's. Goedkoper, maar daar heb je ook fors meer ruimte voor nodig en je moet dan ook gaan denken aan zaken als koeling en periodieke accuvervanging. Voordeel van die LG of Tesla dingen is dat je er gewoon ergens een wand (kelder,garage,etc) mee vol kunt zetten. De LG's zijn ongeveer 20x20" en 10" diep per stuk, Tesla is 40x30" maar wel maar de helft van de diepte.
Hoeveel accucapaciteit je uiteindelijk nodig hebt is sterk afhankelijk van je verbruiksprofiel (kWh/24h en hoe dat verdeeld is over dag/nacht). Als je daarnaast dan het worse-case scenario is voor de opbrengst over een bepaalde periode zet volgt daaruit de benodigde capaciteit aan PV panelen en opslagcapaciteit. Ik vermoed dat je al snel op 3 van die powerwalls uit zult komen + een forse overcapaciteit aan zonnepanelen zodat je ook in de winter, op een niet al te beste dag, die accu's weer in een dag vol kunt krijgen. Gegarandeerd 40kWh op een slechte dag kunnen opwekken betekent heel erg veel panelen. Dan moet je direct ook gaan verzinnen wat je in de zomer met al die overcapaciteit gaat doen, immers, dan zijn je accu's in een half uur vol en heb je de rest van de dag heel veel stroom over. Het zwembad verwarmen houdt ook een keer op
. Je kunt dan wel gaan denken aan het warmstoken van een warmte-koudeopslag buffervat, maar dan kom je ook direct bij al je andere installaties uit: hoe maak je warm tapwater? Hoe verwarm je? Hoe koel je? Zijn die installaties al aan vervanging toe?
Echt off-grid met 100% energiezekerheid betekent feitelijk dat je enorm moet gaan overdimensioneren. Je kunt dat voorkomen door er toch een externe energiebron bij te houden: toch het energiebedrijf of eventueel een dieselgenerator. Welke van die twee prijstechnisch het handigst is kun je uitrekenen. Een goede generator kost ook iets van $5k en je zult ook wat bouwkosten hebben om dat op een geschikte plek te plaatsen.
Op dit moment komen er ook fuel-cell oplossingen op de markt, waarmee je met PV overcapaciteit waterstof maakt voor langdurige opslag. Daarmee zou het zomer-winter gap wellicht een stuk makkelijker te overbruggen worden. Maar goed, dat staat allemaal nog in de kinderschoenen.
Wat ook belangrijk is om aan te denken: koelen, verwarmen en warm tapwater zijn over het algemeen de drie grootste energieverbruikers. Aangevuld met eventueel zwembadverwarming en elektrische voertuigen. Met nieuwe, moderne installaties en simpele isolatie/warmtewering kun je op die eerste drie of vier enorm veel besparen, waardoor je een veel kleinere PV installatie nodig hebt. Een goed geisoleerd huis met effectieve aanvullende warmtewering (slimme blinds, folie, reflecterende dakbedekking, etc) hoef je immers veel minder te koelen of verwarmen. Tapwater verwarmen met een ouderwetse directe elektrische boiler is vele malen energie-ineffecienter dan datzelfde water warmstoken met een warmtepomp die die warmte ontrekt uit een buffervat of de grond. Dat geldt ook voor verwarming en omgekeerd precies hetzelfde voor koeling van het huis. Een standaard airco is een lucht/lucht warmtepomp. Die moet zijn de warmte die hij binnen ontrekt dus kwijt aan de warme buitenlucht. Als je die warmte echter kwijt kunt aan een (veel koeler) ondergronds buffervat neemt de efficiency van zo'n warmtepomp enorm toe (factor 2 tot 4). Dus misschien dat investeren in nieuwe installaties zichzelf ook weer terugverdiend doordat er dan een (veel) kleinere PV installatie nodig is.