Steeds meer huishoudens en bedrijven met zonnepanelen worden getrakteerd op een netspanning die dikwijls de 253V benadert of zelfs overstijgt. Bij 253 V schakelt de omvormer af en wordt alle zonne-energie omgezet in warmte. Dat is slecht voor uw portemonnee. Immers, wanneer de omvormer afschakelt wordt er geen zonne-energie geproduceerd, niet gesaldeerd en zelfs niet in eigen huis/bedrijf rechtstreeks gebruikt of in een thuisbatterij opgeslagen. Bovendien worden uw zonnepanelen daardoor extra opgewarmd, waardoor hun prestatie afneemt, op twee of drie manieren:

• Door de temperatuurcoëfficiënt van de panelen produceren ze minder energie bij hogere temperatuur. Bij 20° C hogere temperatuur  van de panelen daalt het vermogen met ongeveer 5-10% volgens proefmetingen (afhankelijk van type paneel). Dit komt overeen met opgaven door fabrikant van bijv. -0,39% /K.
• Door oververhitting veroudert het photo-voltaïsche materiaal en wordt de resterende levensduur van de panelen negatief beïnvloed. Afhankelijk van de ventilatie zal dit voor de verschillende panelen op uw dak verschillend zijn.
• Als u gebruik maakt van optimizers of micro-omvormers worden deze ook extra verhit. Dit leidt tot een verhoogde kans op uitval van een optimizer of micro-omvormer.

In ons blad PttP 2023-1 (Februari 2023) schreven wij over de Kubie, een Nederlands product dat een oplossing levert om de netspanning in de woning/bedrijf omlaag te brengen, zodat niet meer zo snel de 253 V grens bereikt wordt. Inmiddels brengt Kubie een tweede generatie producten naar de markt, en zijn er ervaringsgegevens beschikbaar. In zijn brochure claimt Kubie energiebesparingen van 10-20%. Wij hebben een en ander bestudeerd en zijn tot de conclusie gekomen dat de verstrekte informatie in ieder geval misleidend is.

Wij lichten dit toe door onderscheid te maken tussen energieverbruikers en vermogensafnemers. Energiegebruikers zijn alle apparaten die warmte opwekken of juist koelen: wasmachines, vaatwassers, boilers, waterkokers, (hybride) warmtepompen, koelkasten, inductiekookplaten, elektrische bijverwarming, soldeerbouten en apparaten die energie omzetten in een andere vorm: EV-laders, stofzuigers, scheerapparaten, opladers voor powerbanks, telefoons tabletten, laptops, boormachines,decoupeerzagen, schuurmachines. Voor deze apparaten geldt dat ze evenveel energie nodig hebben, ongeacht of dit op 250V of op 220V wordt aangeboden.  Weliswaar is de energieconsumptie bij 220 V ca 12% lager dan bij 250 V, maar dat wordt gecompenseerd doordat het apparaat er langer over doet om de benodigde energie op te nemen, en dus langer in gebruik is.

Vermogens afnemers zijn de overige apparaten: sfeerverlichting, de televisie, uw hifi en wifi apparaten,  standby geschakelde elektronica en ventilatoren. Voor deze apparaten geldt dat de gebruiksduur niet afhankelijk is van het opgenomen vermogen, en wordt dus wel 12% energie bespaard wanneer het apparaat op 220V werkt ipv 250V.

Bij teruglevering geldt dezelfde redenering: een omvormer levert vermogen. Afhankelijk van de tijdsduur dat dat vermogen beschikbaar is kan energie worden opgewekt. Het geleverde vermogen is niet afhankelijk van de netspanning. Daarom is het voor terugleveren altijd gunstig wanneer de zekerheid bestaat dat de netspanning niet zo hoog wordt, dat de de omvormer zichzelf uitschakelt.

De kerncomponent van een Kubie is een transformator. Transformatoren produceren een bromtoon van 100 Hz.  Het is daarom aan te bevelen een Kubie te monteren op een geluiddempende ondergrond. Volgens gebruikers is de eerste generatie Kubies tamelijk luidruchtig (39-42 decibel). De nieuwe generatie Kubies claimt een geluidsproductie van 32 decibel, en dat is fluisterstil.

Wat is nu het rendement van een Kubie?

Laten we aannemen dat in een gemiddeld huishouden 90-95% van de elektriciteit verbruikt wordt door energieverbruikers en 5-10% door vermogensafnemers. Bij een jaarlijks verbruik van 4000 kWh kan dus bij 5-10% van de elektrische apparaten (in energieverbruik) 12% energie worden bespaard, dus 25- 50 kWh per jaar. De gemiste zonne-energie door afschakelende omvormers bij te hoge spanning loopt de komende jaren steeds verder op, maar kan nu in congestie gebied geschat worden op 5-10% op jaarbasis. Bij een bruto productie van bijvoorbeeld 3000 kWh is dit 150-300 kWh per jaar. In totaal kan dus bij dit reken voorbeeld 175 - 350 kWh worden bespaard. De Kubie gebruikt zelf ook energie. Kubie claimt een rustverbruik van 15 W (1-fase) of 23 W (3-fase) en een omzettingsrendement van ca 99,5%. Op jaar basis is dat ca 30 kWh (1-fase) of 40 kWh (3-fasen), zodat er van de besparing niet veel overblijft. Wanneer u de Kubie met een bypass schakeling in de winter overbrugt 15, resp 20 kWh. Bij de aannames in het voorbeeld bedraagt de netto besparing die ermee bereikt wordt 140 - 250 kWh /jaar, wanneer de Kubie continu aan staat. U kunt dit natuurlijk nog optimaliseren door de Kubie alleen overdag tussen bijv. 10:00 in de ochtend en 19:00 in de avond (in de zomer) in te schakelen. Of met een automatische schakeling. En daarnaast bespaart u door de verminderde kans op storing door een oververhitte micro-omvormer of optimizer en een langere resterende levensduur van uw panelen. Maar dat is moeilijk te kwantificeren. Bovendien is de kans groot dat uw micro-omvormer of optimizer onder fabrieksgarantie kan worden vervangen.

De conclusies is dat bij jaarverbruik van 4000 kWh en 5-10% zonnestroomverlies door net congestie de Kubie niet voldoende rendeert. Pas wanneer de net congestie dermate ernstige vormen aanneemt dat 20% of meer van de zonne-energie verloren gaat wordt het mogelijk een interessante optie. Voor bedrijven, kan een andere mix van energie gebruikende apparaten leiden tot een andere conclusie. Ook bij grotere jaarverbruikscijfers kan de Kubie eerder lonend zijn. Met de huidige elektriciteitstarieven ligt de besparing in het rekenvoorbeeld in de orde grootte van € 50 tot € 100 per jaar.

Om dit rendement te realiseren moet u eerst de investering opbrengen: voor de Kubie zelf afhankelijk van type  € 600 - € 1200 voor de eenheden voor huishoudens tot 3 x 40A;  de bypass schakeling voor de winter € 100 - € 200 en de installatiekosten € 350, exclusief eventueel noodzakelijke verbouwing van uw meterkast. De terugverdientijd met bovenstaande aannames loopt dan richting 10 jaar. Wanneer u automatische omschakeling wenst komt daar nog een investering van € 100 - € 500 bij en kan de Kubie wellicht in 7 jaar worden terugverdiend.

Kortom, met de huidige energieprijzen en mate van net congestie: (nog) niet doen. Als de energieprijzen verder stijgen en de net congestie nog veel grotere vormen aanneemt, maken we de berekening opnieuw en kan de uitkomst wellicht gunstiger uitvallen.