Werkplaats of garage off-grid met compressor en lasapparaat?

Een werkplaats of garage kan draaien op een off grid systeem met compressor, lasapparaat en 3-fase machines. Zonnepanelen en een batterij leveren het dagelijkse werk, drie omvormers vormen je eigen 3 x 400 V-net, en een aggregaat vangt de donkere weken op. Wat het doet werken, is de dimensionering: de omvormer op het opstarten van je grootste motor, de batterij op een werkdag, de panelen op januari.

Misschien staat je werkplaats achteraan op het erf, of in een gedeelde garage waar een nieuwe kabel betekent dat de oprit open moet. Misschien gaf de netbeheerder een prijs voor een aansluiting die je niet wilt betalen. Zeker niet voor een gebouw dat je een paar dagen per week gebruikt. Op fora vertellen eigenaars van een werkplaats die de stap zetten telkens hetzelfde. "De compressor laten draaien lukt, het is het opstarten," schreef een smid. Een ander mat zijn compressor: 56 A bij het opstarten, 10 A als hij eenmaal draait.

Dat vertellen de meeste kits en powerstations je niet. Een omvormer gekozen op het gemiddelde verbruik valt uit bij de eerste start van de compressor, en dan ligt je hele werkplaats stil. De gebruikelijke oplossing is een tweede, grotere omvormer bovenop de eerste. Een eigenaar van een werkplaats verkocht zijn eerste drie omvormers voor grotere, en kreeg op het forum een eenvoudige raad: "doe het één keer, en doe het goed".

Kijk naar de garage in Turnhout. Ze wordt gebruikt als hobbyruimte, en er was geen elektriciteit. Omdat de garage in mede-eigendom is, zou voor die ene aansluiting de oprit opengebroken moeten worden. Een off-grid systeem met 3 kVA omvormervermogen en 15,4 kWh batterij maakte dat overbodig. Een professionele werkplaats heeft meer nodig, en daarover gaat dit artikel.

Wat moet een off-grid werkplaats leveren: vermogen, opstartpiek of energie?

Een off-grid werkplaats heeft drie getallen nodig. Het vermogen van alles wat tegelijk draait, de opstartpiek van de grootste motor, en de energie van een volle werkdag. Elk getal bepaalt een ander onderdeel: de omvormer, de piekcapaciteit van omvormer, batterij en kabels, en de batterij met de zonnepanelen.

Schrijf elke machine op met de gegevens van het typeplaatje. De lijst is belangrijker dan het merk van de omvormer. "Wat gereedschap en een lasapparaat" kan niemand dimensioneren; een lijst met kW, ampère en fasen wel.

Kan een off-grid omvormer een compressor opstarten?

Ja, als de omvormer, de batterij en de kabels de opstartpiek van de compressormotor kunnen leveren. Een motor die rechtstreeks op het net start, trekt heel even 6 tot 8 keer zijn nominale stroom. Off-grid is het draaiende vermogen zelden het probleem. Het opstarten is het.

Een omvormer-lader heeft een continu vermogen en een piekvermogen. De piek duurt maar enkele seconden, maar dat is net het moment waarop een compressor hem nodig heeft. De datasheet van de Victron Quattro, de omvormer in onze uitgewerkte off-grid casus, toont het verschil.

Ook warmte telt. Dezelfde Quattro 48/8000 levert bij 40 °C continu 5.500 W in plaats van 6.400 W bij 25 °C. Een werkplaats die in de zomer warm wordt, heeft marge nodig op de omvormer.

Er zijn drie manieren om een compressor makkelijker te laten starten:

Heb je een aansluiting die te klein is voor een nieuwe machine? Dan lees je in ons artikel over meer vermogen zonder zwaardere aansluiting alles over aanloopstroom en frequentiesturing.

Kan je lassen op een omvormer, en welk lasapparaat werkt het best off-grid?

Ja, je kan lassen op een off-grid omvormer, en een modern inverterlasapparaat is de makkelijkste machine in de werkplaats. Het vermogen komt in stoten, het start zacht, en op het typeplaatje staat precies hoeveel vermogen het vraagt.

Lasapparaten hebben een inschakelduur: het deel van tien minuten dat het apparaat kan lassen bij een bepaalde stroom. Fronius geeft zijn TransSteel 3500 Compact, een lasapparaat op 3 x 400 V, 350 A bij 40% en 250 A bij 100%, bij 40 °C. Op volle stroom last het vier minuten op tien, dus het energieverbruik ligt lager dan het piekvermogen doet vermoeden. De omvormer moet die piek wel leveren zolang de boog brandt.

Fabrikanten van lasapparaten leggen ook regels op voor aggregaten, en die tonen hoe kieskeurig een lasapparaat is. Voor zijn TransSteel-toestellen vraagt Fronius een aggregaat met een schijnbaar vermogen van minstens 1,35 keer het maximale schijnbare vermogen (S1max) van het lasapparaat. Het aggregaat mag nooit kleiner zijn dan S1max. Lees S1max af op het typeplaatje: dat is het getal dat je off-grid ontwerper nodig heeft.

Eigenaars op fora bevestigen het verschil tussen types. Een modern inverter-MIG-lasapparaat liep op vol vermogen zonder problemen op twee omvormers van 6 kW. Een oud transformator-TIG-lasapparaat vroeg op vol vermogen ongeveer 36.000 W, veel meer dan de rest van de werkplaats.

Vraagt één machine veel meer vermogen dan de rest? Dan kan het zinvol zijn om ze te starten met een aggregaat dat tijdens het werk blijft draaien. Een vlasverwerkingsbedrijf in Wielsbeke doet precies dat: het aggregaat iets extra belasten laadt de batterij op voor de rest van de dag. Het systeem heeft 3 x 8 kVA omvormervermogen en 30,8 kWh batterij.

Hoe draaien 3-fase machines op een off-grid systeem?

3-fase machines draaien op drie omvormers, één per fase, die samen een 3 x 400 V-net vormen. In onze uitgewerkte off-grid casus plaatsten we drie Victron Quattro-omvormers voor een voeding van 3 x 400 V, één voor elke fase.

Volgens de datasheet van de Quattro kunnen drie toestellen samen driefasig werken. Tot vier sets van drie toestellen van 15 kVA kunnen parallel draaien, samen 180 kVA omvormervermogen. De grens is dus niet de techniek, maar het budget en hoe groot je starts zijn.

Elke fase houdt haar eigen limiet. Een 3-fase motor belast de drie fasen gelijk, 1-fase verbruikers doen dat niet. Zet je het lasapparaat, de waterkoker en de laders op dezelfde fase, dan zit die ene omvormer vol lang voor de andere. Verdeel 1-fase verbruikers over de drie fasen wanneer de bekabeling ontworpen wordt.

Welke omvormer een bedrijf in het algemeen nodig heeft, met of zonder net, lees je in onze gids over hybride omvormers, batterijomvormers en UPS voor bedrijven.

Hoe groot moeten de batterij en de zonnepanelen zijn voor een off-grid werkplaats?

Dimensioneer de batterij op een volle werkdag plus reserve, en de zonnepanelen op januari, niet op een zonnige dag in juni. De omvormer bepaalt of een machine start; batterij en panelen bepalen hoeveel dagen je kan blijven werken.

Een forumlid schatte een volle werkdag met compressor, gereedschap, verlichting en lasapparaat op ongeveer 20 kWh. Dat is een ruw Amerikaans cijfer, maar het toont de grootteorde. Onze eigen projecten tonen de spreiding:

Kijk naar de projecten: Turnhout, Maasmechelen, Wielsbeke en St-Georges-sur-Meuse.

De winter is het moeilijke deel. Special Renting Van Zele in Zele voedt een magazijn, burelen en elektrische hefwerktuigen off-grid. Daar rekende het ontwerp op het aggregaat voor ongeveer 5% van de jaarbehoefte. Vanaf december moet het aggregaat enkele dagen bijspringen, en januari is de slechtste maand. Ons artikel over off-grid zonnepanelen met batterij toont stap voor stap hoe je dat berekent.

Heb je een aggregaat nodig voor een off-grid werkplaats?

In België bijna altijd: een aggregaat vangt de donkere weken en de zware dagen op die de batterij niet aankan. Het punt is dat het alleen start wanneer nodig, niet dat het de hele dag draait.

Een Quattro heeft twee AC-ingangen, bijvoorbeeld een aggregaat en het net, en schakelt automatisch naar de actieve bron. Met PowerAssist levert de batterij extra vermogen wanneer het aggregaat alleen niet volstaat, zodat een kleiner aggregaat een grotere piek aankan. Zakt het verbruik, dan laadt het overschot de batterij weer op.

Heb je al een aggregaat? In Maasmechelen had de klant een stroomgroep voor noodgevallen. Het semi off-grid systeem maakte die ook echt nuttig: de klant kiest de straat of de stroomgroep als lader. Op de boerderij in St-Georges-sur-Meuse draaide de stroomgroep dag en nacht voor er zonnepanelen en een batterij kwamen. Nu dient ze enkel als back-up. Ons artikel over een generator met batterij off-grid legt de automatische start en de keuze van het aggregaat uit.

Off-grid, semi off-grid of een netaansluiting voor je werkplaats?

Volledig off-grid loont wanneer de aansluiting de dure of trage optie is en je zware verbruik beperkt blijft in de tijd. Last en bewerk je de hele dag, elke dag? Dan kost een kleine aansluiting of een aggregaat voor het zware werk meestal minder.

Semi off-grid is vaak de middenweg. Bij de plantenkwekerij in Jabbeke zou een nieuwe pomp middenspanning vragen, aan een hoge prijs. Met een semi off grid systeem hield de kwekerij haar straataansluiting van 3 x 400 V 32 A, en gebruikt ze die enkel als lader. Hoe de kost van een aansluiting zich verhoudt tot een batterij, lees je in ons artikel over de kost van een netuitbreiding tegenover een batterij.

Wil je bedrijf breder off-grid gaan, met een magazijn of landbouwgebouwen? Onze gids over wanneer off-grid loont voor een bedrijf vergelijkt Belgische projecten en kosten.

Welke regels gelden voor een off-grid werkplaats in België?

Het AREI (het Algemeen Reglement op de Elektrische Installaties) geldt met of zonder netaansluiting, en een nieuwe installatie wordt voor ingebruikname gekeurd door een erkend organisme. In Vlaanderen meld je een installatie in eilandwerking (die zelfstandig draait, zonder net) vanaf 800 VA ook bij de Vlaamse Nutsregulator.

De beveiliging vraagt off-grid extra aandacht. Op het net trekt een kortsluiting een enorme stroom die een gewone automaat meteen laat afslaan. Een omvormer kan dat niet leveren: de Quattro 48/8000 geeft bijvoorbeeld een maximale foutstroom van 100 A gedurende één seconde. Automaten en aarding van een off-grid werkplaats moeten op die lagere stroom ontworpen zijn.

De batterijruimte heeft haar eigen voorwaarden: waterdicht, een stabiele vloer, verluchting, geen brandbare materialen in de buurt en een temperatuur binnen wat de batterij aanvaardt. Een stoffige, onverwarmde werkplaats is daarom niet vanzelf een goede plek. Onze gids over brandveiligheid van een batterij in je bedrijf behandelt brandweer, vergunningen en verzekering.

Hoe ontwerpen we een off-grid werkplaats?

We vertrekken van je machines en je gemeten verbruik, niet van een standaardkit. De stappen zijn dezelfde voor een garage, een metaalwerkplaats of een werkplaats op de boerderij.

1. Stap 1: Je stuurt ons de lijst van je machines met hun typeplaatjes, hoe vaak ze draaien, en wat de netbeheerder zei als je een aansluiting vroeg.
2. Stap 2: Waar het kan, meten we je werkelijke verbruik en je piekverbruik over een periode. Zo dimensioneren we alles, van het aggregaat en de batterij tot de omvormers en de kabels.
3. Stap 3: We ontwerpen het systeem: omvormers per fase op je starts, de batterij op je werkdag, de panelen op januari, en een aggregaat met automatische start.
4. Stap 4: We installeren en nemen het systeem in gebruik, en laten het keuren voor het in gebruik gaat.
5. Stap 5: Je volgt productie, opslag en verbruik in real time met onze monitoringsoftware. Het systeem blijft uitbreidbaar: meer panelen, meer batterij of later een extra bron.

Wil je eerst zien hoe de onderdelen van een professioneel systeem samenwerken? Lees dan ons overzicht van de onderdelen van een off-grid systeem, of lees hoe we een off grid garage of werkplaats uitrusten.