Een off-gridinstallatie van 2 kW en 12 V dimensioneren met GSIKE

Een goede dimensionering van een kleine off-gridinstallatie van 2 kW en 12 V bepaalt of je systeem betrouwbaar werkt of dat je zonder stroom komt te zitten. We laten zien hoe je de accu, PV en kabels goed berekent met de GSIKE G2500EU12V.

De eerste stap bij elke off-gridplanning is het in kaart brengen van het verbruik. Noteer alle 230V-apparaten die je wilt gebruiken, met hun typische vermogen. Een ledlamp verbruikt 5–10 W, een router 10–15 W, een koelkast continu 80–150 W, een laptop 30–60 W en een televisie 40–80 W. Tel ze bij elkaar op en houd ruim afstand van 2000 W om uitval te voorkomen.

Accu: hoeveel capaciteit heb je nodig?

Een lithiumaccu van 12,8 V en 100 Ah met BMS slaat ongeveer 1280 Wh op; bij 80 % bruikbare ontlading blijft ongeveer 1024 Wh over. Bij een volle belasting van 2 kW is dat slechts genoeg voor ongeveer dertig minuten, maar in de praktijk werk je met gemengde belastingen van ongeveer 500 tot 1000 W gedurende een halve dag of een hele dag. Voor campers en weekendhuizen is 100 tot 200 Ah bij 12 V een realistisch bereik waarbij de energiebehoefte en het gewicht nog in balans zijn.

Het aantal mogelijke laadcycli hangt sterk af van het BMS en de ontladingsdiepte: wie de accu zelden onder de 80 % laat zakken, krijgt aanzienlijk meer cycli dan wie hem dagelijks volledig ontlaadt. Dat is een van de redenen waarom een kleine accu die zorgvuldig wordt gebruikt langer meegaat dan een grote accu die voortdurend wordt overvraagd.

Een rekenvoorbeeld voor een tuinhuisje dat in het weekend wordt gebruikt

Neem een typisch tuinhuisje: een koelkast van 80 W draait ongeveer een derde van de tijd, wat neerkomt op zo'n 30 Wh per uur; plus verlichting (20 W gedurende twee uur = 40 Wh), een laptop en router (30 W gedurende vier uur = 120 Wh). In totaal is dat bruto ongeveer 400 Wh per dag. Een accu van 100 Ah met een bruikbare capaciteit van 1024 Wh is genoeg voor anderhalve dag voordat je hem moet opladen. Drie modules van 250 W produceren op een zonnige dag gemakkelijk 2,5 tot 3 kWh, meer dan genoeg om de accu weer volledig op te laden. Bij de lagere zoninstraling in de winter, 30–40 %, is het nog steeds voldoende voor het basisverbruik.

Wie zijn verbruik niet kent, moet een week lang een elektriciteitsmeter gebruiken en het werkelijke verbruik registreren. Uit de gemeten dagelijkse Wh volgt de accucapaciteit en daarna de dimensionering van de PV-installatie, zodat er op een gemiddelde zonnige dag meer energie wordt opgewekt dan er op een bewolkte dag wordt verbruikt. Met deze eenvoudige aanpak voorkom je een overgedimensioneerde installatie en dat je uiteindelijk betaalt voor nutteloze opslagcapaciteit.

PV-modules en oriëntatie in Spanje

Op het Iberisch schiereiland is er het hele jaar door veel zoninstraling, en drie modules van 250 W op het zuiden leveren ruimschoots voldoende op voor een tuinhuisje of een camper. Het werkspanningsbereik van de MPPT ligt tussen 30 en 160 VDC. Daarom moeten de modules in serie worden aangesloten tot die waarde, zonder in open circuit de 160 VDC te overschrijden. Een hellingshoek van ongeveer 30–45 graden ten opzichte van de horizon, gericht op het zuiden, benut de zoninstraling het best; in de winter zorgt een steilere hoek ervoor dat sneeuw eraf glijdt.

DC-kabeldoorsneden voor 12 V en 170 A

Hier is een van de punten die beginners het vaakst in verwarring brengen: bij 2000 W en 12 V is de stroom niet 8 A, zoals bij 230 V, maar ongeveer 170 A. Daarom moeten de kabels tussen de accu en de omvormer kort en zeer dik zijn. Een te dunne kabel wordt warm, verliest energie en laat de spanning onder belasting dalen. Bespaar hier niet op: dit is het verschil tussen een betrouwbare installatie en uitval bij de eerste de beste gelegenheid.

Beveiligingen en zekeringen

Tussen de pluspool van de accu en de omvormer moet een zekering voor gelijkstroom van de juiste capaciteit zitten, dicht bij de accu, die de stroom onderbreekt bij kortsluiting in de kabel. Een installatieautomaat of een goed zichtbare scheidingsschakelaar wordt ook aanbevolen, zodat je de apparatuur veilig kunt uitschakelen voor schoonmaak of inspectie. Aan de wisselstroomzijde beschermt een kleine installatieautomaat de uitgang. Deze beveiligingen zijn goedkoop en voorkomen brand; ze zijn niet optioneel.

Maandelijkse energiebalans, niet alleen dagelijks

Dimensioneren op basis van één doorsneedag is een veelgemaakte fout. Een tuinhuisje dat alleen in het weekend wordt gebruikt, heeft een ander verbruiksprofiel dan een huisje waar dagelijks iemand verblijft, en in een landbouwschuur neemt de zonnestraling midden in de winter af tot een fractie van die in de zomer. Kijk daarom naar de minst gunstige maand van het jaar, niet naar de zonnigste. Dimensioneer je het systeem zo dat de accu zelfs op een bewolkte dag in december de nacht doorkomt, dan is het overschot in juli alleen maar mooi meegenomen; dimensioneer je voor juli, dan zit je in december in het donker.

Op het Iberisch Schiereiland kan de zonnestraling in december in het zuiden tussen een derde en de helft bedragen van die in juni, en in het noorden iets minder. Dat betekent dat drie modules van 250 W in de zomer ruim voldoende zijn, terwijl ze in de winter misschien net genoeg produceren voor het basisverbruik, maar niet om een accu van 200 Ah volledig op te laden. Daarom moet wie het hele jaar door het tuinhuisje gebruikt overwegen extra panelen toe te voegen of accepteren dat er in de donkerste maanden een generator of het elektriciteitsnet nodig is. De GSIKE is met zijn potentiaalvrije contact voor ATS voorbereid op die automatische back-up.

Nachtelijke autonomie: stap voor stap berekend

Om te berekenen hoelang je het 's nachts volhoudt, begin je met de bruikbare energie van de accu. Een lithiumaccu van 12,8 V en 100 Ah levert bruto 1280 Wh; omdat je de accu beter niet verder dan 20 % ontlaadt, gebruik je in de praktijk ongeveer 1024 Wh. Tel nu alles op wat je verbruikt vanaf zonsondergang tot zonsopgang: ledverlichting (15 W gedurende 5 uur = 75 Wh), koelkast in de nachtcyclus (30 Wh), router en opladers (20 W gedurende 8 uur = 160 Wh). Het nachtverbruik bedraagt in totaal ongeveer 265 Wh. Met die 1024 Wh bruikbare energie kun je meerdere nachten achter elkaar zonder zon overbruggen, zolang je overdag de verbruikte energie weer aanvult.

Als je nachtelijke autonomie daarentegen boven de 800 Wh uitkomt, schiet één accu van 100 Ah tekort en heb je er twee parallel nodig (200 Ah), of moet je accepteren dat je dagelijks oplaadt. Hier zie je hoe belangrijk het is om het werkelijke verbruik te meten: een snelle schatting leidt ertoe dat je een accu met onvoldoende capaciteit koopt, en de frustratie slaat toe op de tweede nacht, wanneer de lampen uitgaan voordat het ontbijt klaar is.

Serie en parallel van panelen: strings aansluiten

De MPPT van de GSIKE werkt tussen 30 en 160 VDC. Dat bepaalt hoe je de modules groepeert. Met panelen van 250 W die op hun maximale vermogenspunt ongeveer 30–38 V leveren, kom je met twee in serie op 60–76 V en met drie in serie op 90–114 V: allemaal binnen het bereik. Sluit er geen vier in serie aan, want bij kou zou je boven de nullastspanning van 160 V uitkomen en start de MPPT niet of treedt de beveiliging in werking. Om 900 W te bereiken, kun je drie strings van elk twee of drie modules in serie parallel aansluiten.

De parallelschakeling van strings moet voorzien zijn van zekeringen op elke string, zodat een kortsluiting in één tak de andere niet ontlaadt. Als je twee of drie modules per string gebruikt, controleer dan of de nullastspanning op de koudste dag niet hoger is dan 160 VDC: op een ijskoude winterdag loopt de nullastspanning op. Dat is het ongunstigste geval waartegen de regelaar bestand moet zijn zonder beschadigd te raken.

Wanneer het verstandig is om over te stappen op 24 V

Elk off-grid-project moet een grens kennen: als het gewenste vermogen doorgaans hoger ligt dan 2000 W continu, of het dagelijkse energieverbruik boven de 2–3 kWh uitkomt, krijgt het 12V-systeem te maken met enorme stromen (meer dan 170 A) en worden de kabelverliezen onaanvaardbaar. Op dat moment is het verstandigste besluit niet om de GSIKE tot het uiterste te drijven, maar om over te stappen op een omvormer van 24 V of 48 V. Bij hetzelfde vermogen is de stroom dan veel lager en zijn de kabels beter hanteerbaar.

De GSIKE doet niet alsof hij meer kan dan hij kan: het is een uitstekend hulpmiddel voor kleine off-grid-installaties en pretendeert niet alles te kunnen. Dimensioneren binnen de limieten, met een ruime accu en korte kabels, levert een betrouwbare en stille installatie op. Die limieten overschrijden om de overstap naar 24 V uit te stellen, leidt gegarandeerd tot voortdurende uitval. Weten waar de grens ligt, is net zo belangrijk als de sterke punten van het apparaat kennen.

Dimensioneringsfouten die je moet vermijden

De grootste fout is de startstroom van motoren vergeten. Een koelkast die tijdens normaal gebruik 100 W verbruikt, vraagt bij het opstarten heel even drie of vier keer zoveel. Daarom heeft de GSIKE een piekvermogen van 3000 VA en mag je daarom niet twee inductieve belastingen tegelijk aansluiten. De tweede fout is de accu dimensioneren op basis van het vermogen van de omvormer in plaats van het dagelijkse energieverbruik: de omvormer kan 2000 W aan, maar de accu bepaalt hoelang. De derde fout is de verliezen over het hoofd zien: lange kabels, losse verbindingen en een verkeerd gedimensioneerde MPPT leveren 10 tot 20% minder op dan je op papier zou verwachten.

Ze corrigeren is eenvoudig als je vóór de aankoop meet: een week lang het werkelijke verbruik registreren, een eerlijke schatting maken van de zoninstraling in de minst zonnige maand en een royale kabeldoorsnede aan de 12V-zijde kiezen. Met die drie gegevens op tafel wordt het dimensioneren van de GSIKE geen kwestie van vertrouwen, maar een eenvoudige berekening.

Echte voorbeelden van drie verschillende projecten

Om te voorkomen dat de dimensionering bij abstracte cijfers blijft, zie je hier hoe de GSIKE in drie typische projecten past. Het eerste is een jachthut in Extremadura, zonder netaansluiting: een koelkast van 80 W, twee ledlampen en een router die alleen ’s avonds aanstaat. Het werkelijke dagelijkse verbruik is ongeveer 350 Wh. Met drie zonnepanelen van 250 W en een accu van 100 Ah is er zelfs in de winter energie over, en werkt de GSIKE het hele jaar door zonder tussenkomst. Het tweede project is een camper die in de zomer door Noord-Spanje rijdt: de installatie is mobiel, de compressorkoelkast draait voortdurend en ’s avonds worden de laptop en het koffiezetapparaat gebruikt. Hier wordt de accu van 100 Ah tijdens het rijden gedeeltelijk via de dynamo opgeladen, en schakelt de GSIKE binnen 10 ms om zonder de apparatuur opnieuw op te starten.

Het derde project is een kleine tuinschuur naast een woning met netaansluiting: de gebruiker wil de werkbank, verlichting en af en toe een kleine compressor van stroom voorzien, zonder een dure nieuwe netaansluiting aan te leggen. Hier werkt de GSIKE als een overdag gebruikte off-gridinstallatie, en het potentiaalvrije contact kan op dagen met veel bewolking een kleine generator starten. In alle drie de gevallen zou dimensioneren boven 2000 W met het oog op toekomstige uitbreiding een fout zijn geweest; de juiste oplossing was klein en betrouwbaar beginnen en alleen uitbreiden als de daadwerkelijke behoefte dat vereist.

Hoe temperatuur de dimensionering beïnvloedt

Een factor die beginners vaak vergeten, is de temperatuur. Een lithiumaccu verliest capaciteit in de kou: bij −10 °C kan hij slechts 70–80 % van zijn nominale capaciteit leveren, en opladen bij lage temperaturen beschadigt de cellen. Daarom moet de accu op een vorstvrije plek worden geïnstalleerd, niet op de vloer van een onverwarmde schuur. Zonnepanelen presteren juist beter in de kou dan in de warmte: op een heldere winterdag wekken ze meer energie op dan je zou verwachten, zolang ze niet met sneeuw bedekt zijn. Dat verschil verklaart waarom je bij de dimensionering moet kijken naar de bedrijfstemperatuur van de accu, en niet alleen naar de zoninstraling.

De GSIKE zelf is geschikt voor bedrijfstemperaturen tussen −10 en +50 °C, een ruim bereik voor het grootste deel van Spanje. In gebieden met zeer warme zomers hoef je hem alleen niet in een gesloten kast zonder ventilatie te monteren, want het apparaat geeft warmte af en de ventilator heeft lucht nodig. In de praktijk voorkomt vrije luchtcirculatie rond de behuizing de meeste temperatuurproblemen.

Voorgestelde boodschappenlijst voor een off-gridinstallatie van 2 kW

Om de dimensionering te laten uitmonden in een concrete aankoop, is dit de minimale, samenhangende lijst die past bij de GSIKE G2500EU12V: de hybride omvormer zelf; een lithiumaccu van 12,8 V en 100–200 Ah met BMS; twee of drie zonnepanelen van 250–300 W, tot maximaal 900 W in totaal; korte DC-kabels van 25 tot 50 mm²; een DC-zekering vlak bij de pluspool; een kleine installatieautomaat aan de AC-uitgang; en, als je dat wilt, de optionele wifi-module. Alleen de omvormer kopen en de rest uitstellen is de duurste fout, want ondertussen is het apparaat onbruikbaar en staat het op een plank.

Is dit je eerste installatie, begin dan met de batterij van 100 Ah en twee modules van 250 W, en houd ruimte om uit te breiden tot 900 W en 200 Ah. Met die bescheiden start kun je het systeem uitproberen zonder al te veel uit te geven, en de GSIKE ondersteunt die uitbreiding zonder dat je de omvormer hoeft te vervangen. Twee exemplaren parallel aansluiten kan niet, dus koop geen tweede exemplaar met het idee ze op elkaar te stapelen; als je meer vermogen nodig hebt, zit de oplossing in de spanning, niet in het toevoegen van extra apparaten.

Voor vragen over de kabeldoorsnede, het aantal panelen of de batterijcapaciteit geven de vergelijking met EASUN en PowMr en de handleiding voor gebruik zonder batterij een compleet beeld. Een eiland dimensioneren vereist geen ingenieursdiploma, maar je moet wel rekening houden met drie getallen: vermogen, energie en stroom. Als die drie duidelijk zijn, doet de GSIKE de rest. Als er iets niet klopt in je berekening, raadpleeg dan vóór aankoop het gegevensblad, waarin de cijfers uit de handleiding tabel voor tabel staan, zonder commerciële afrondingen.

Houd ten slotte in gedachten dat goed dimensioneren niet betekent dat je alles tot het uiterste optimaliseert, maar dat je de twee grootste fouten voorkomt die een installatie ruïneren: een te kleine batterij kiezen of het vermogen overschrijden, zodat de apparatuur voortdurend op de limiet werkt. De GSIKE beloont terughoudendheid: een klein maar goed gedimensioneerd eiland geeft elke dag meer gemoedsrust dan een groot, overvol systeem. Met de batterij, PV en kabels op hun plaats hoef je alleen nog maar te genieten van de energie die je zelf opwekt.

Conclusie

Een 2 kW- en 12 V-eiland met de GSIKE dimensioneren komt in wezen neer op drie getallen: houd je verbruik onder 2000 W continu, kies een batterij van 100–200 Ah die de nacht doorkomt en sluit tot 900 W PV aan met dikke, korte kabels. Wie zich aan die drie grenzen houdt, bouwt een autonome 230 V-stroomvoorziening waar je jarenlang plezier van hebt. De handleiding voor gebruik zonder batterij en de wifi maken het plaatje compleet.

Eindoordeel

Veelgestelde vragen

Bronnen en referentiegegevens

1. Productblad GSIKE G2500EU12V 2kW 12V (149,99 EUR, gratis verzending in Spanje) — https://gesike.com/es-es/products/gsike-g2500eu12v-inversor-hibrido-2000w-12v-900w-mppt-wifi-spain
2. EASUN 2kW 12V, referentiewinkel in de EU — https://eu.easunpower.com/
3. MPPT 60A-gids en bereik van 30–160 VDC — technische referentie — https://en.wikipedia.org/wiki/Solar_charge_controller
4. 12V-accu en DC-bus — bedradingsreferentie — https://en.wikipedia.org/wiki/Deep-cycle_battery

Gidsen en vergelijkingen