Een niet aan het elektriciteitsnet gekoppeld windenergiesysteem is ontworpen om onafhankelijk van het elektriciteitsnet te werken. Het maakt gebruik van windenergie om elektriciteit op te wekken, meestal voor afgelegen gebieden waar een elektriciteitsnet niet beschikbaar of onbetrouwbaar is. Zo werkt het:
1. Windturbine
1.Functie: De windturbine is de kerncomponent. Wanneer de wind waait, laat hij de wieken van de turbine draaien. De draaiende beweging van de wieken wordt omgezet in mechanische energie.
2.Windsnelheid: De turbine werkt effectief bij bepaalde windsnelheden, meestal tussen 3 en 25 meter per seconde. Daaronder genereert de windturbine mogelijk niet genoeg stroom en daarboven kan het systeem om veiligheidsredenen worden uitgeschakeld.
2. Generator
3.Functie: De draaiende wieken van de windturbine zijn verbonden met een generator. De generator zet de mechanische energie uit de rotatie van de turbine om in elektrische energie.
4.Type: De meeste off-grid systemen gebruiken een inductiegenerator of een synchrone generator met permanente magneet (PMSG).
3. Lastregelaar
5.Functie: Dit is een cruciaal onderdeel in een off-grid systeem. Het regelt de spanning en stroom afkomstig van de windturbine om de accubank te beschermen. De regelaar zorgt ervoor dat de accu's optimaal worden opgeladen en voorkomt overladen of diep ontladen, wat de accu's zou kunnen beschadigen.
6.Types: Het kan een eenvoudige spanningsregelaar zijn of een meer geavanceerde Maximum Power Point Tracking (MPPT) regelaar, die de uit de wind gewonnen energie optimaliseert door zich aan te passen aan de variërende windsnelheden.
4. Batterij
7.Functie: Aangezien windenergie intermitterend is (d.w.z. de wind waait niet constant), slaat de accubank de elektriciteit op die tijdens winderige perioden wordt opgewekt. Deze opgeslagen energie kan dan worden gebruikt wanneer het niet waait of wanneer de energievraag groter is dan de huidige windopwekking.
8. Accutype: Normaal gesproken worden loodzuuraccu's of lithium-ionaccu's gebruikt in niet aan het elektriciteitsnet gekoppelde windenergiesystemen omdat ze ontworpen zijn voor regelmatig opladen en ontladen.
5. Omvormer
9.Functie: Windturbines genereren meestal gelijkstroom (DC), maar de meeste huishoudelijke apparaten gebruiken wisselstroom (AC). De rol van de omvormer is om de DC-elektriciteit van de accubank om te zetten in AC-elektriciteit, die kan worden gebruikt door het huis of de faciliteit.
10.Pure sinusgolf vs gemodificeerde sinusgolf: Sommige systemen gebruiken zuivere sinusomvormers (efficiënter en stabieler), terwijl andere gemodificeerde sinusomvormers gebruiken (minder duur, maar mogelijk niet compatibel met alle apparaten).
6. Distributiepaneel
11.Functie: Het distributiepaneel leidt de elektriciteit naar verschillende delen van het huis of de faciliteit. Het fungeert als centrale hub die de elektriciteit verdeelt voor verschillende behoeften, of het nu gaat om verlichting, verwarming of het voeden van apparaten.
7. Systeembewaking (optioneel)
12.Functie: Sommige niet aan het elektriciteitsnet gekoppelde windenergiesystemen bevatten monitoringsystemen die de prestaties bijhouden. Deze systemen kunnen gebruikers helpen om het energieverbruik te optimaliseren, windsnelheden bij te houden en de efficiëntie van de windturbine en het accusysteem te meten.
8. Reservestroom (optioneel)
13.Functie: In sommige gevallen zijn reservegeneratoren (meestal op diesel of gas) geïntegreerd in het systeem. Als de wind gedurende een langere periode niet genoeg stroom genereert, kan de reservegenerator aanslaan om extra elektriciteit te leveren.
Samenvatting workflow:
14.De windturbine vangt windenergie op en zet deze om in mechanische energie.
15.De generator zet mechanische energie om in elektrische energie.
16. De elektriciteit wordt geregeld door de laadregelaar, die het naar de accubank leidt voor opslag.
17.Wanneer dat nodig is, wordt de elektriciteit door de omvormer omgezet van DC naar AC.
18. Het distributiepaneel verdeelt de wisselstroom naar het huis of de faciliteit en zorgt voor een betrouwbare bron van elektriciteit, zelfs zonder aansluiting op het elektriciteitsnet.
Voordelen van Off-Grid windenergiesystemen:
19. Energieonafhankelijkheid: Niet aan het net gekoppelde windenergiesystemen leveren elektriciteit in gebieden die geen toegang hebben tot het elektriciteitsnet.
20.Duurzaamheid: Het zijn hernieuwbare energiebronnen die de afhankelijkheid van fossiele brandstoffen verminderen.
21. Rendabel in afgelegen gebieden: Voor afgelegen locaties waar het duur is om netinfrastructuur te installeren, kan windenergie een kosteneffectief alternatief zijn.
Uitdagingen:
22.Intermittentie: Wind waait niet constant, dus er kunnen momenten zijn dat er niet genoeg stroom is.
23.Initiële kosten: Het opzetten van een off-grid windsysteem kan hoge initiële kosten met zich meebrengen, vooral als je de turbine, batterijopslag en omvormer meerekent.
24.Ruimtevereisten: Windturbines moeten worden geïnstalleerd in gebieden met voldoende windsnelheden, die niet altijd beschikbaar zijn.
Dit systeem biedt een duurzaam en betrouwbaar alternatief voor netstroom, vooral in afgelegen gebieden. Het vereist echter zorgvuldige planning om te zorgen voor de juiste balans tussen opwekking, opslag en verbruik.
