LOW←TECH MAGAZINE Nederlands

Lowtech Magazine in Design Museum Den Bosch

Sun, 01 Dec 2024 00:00:00 +0000

Afbeelding: Interview Design Museum Den Bosch.

De tentoonstelling “Design voor de planeet” in het Design Museum Den Bosch in Nederland biedt een historische blik op het fenomeen geo-engineering. Al eeuwenlang dromen ontwerpers, architecten en ingenieurs ervan om de wereld naar hun hand te zetten. Wat als we hele continenten konden bouwen, orkanen konden temmen of de straling van de zon konden dimmen? Dit soort grote, opzettelijke ingrepen in de natuur wordt ook wel geo-engineering genoemd: het aanpassen, bouwen, vormgeven van de aarde zélf.

De laatste jaren komt de term geo-engineering steeds vaker voorbij in discussies over het klimaat. Nu de ernstige gevolgen van klimaatverandering steeds duidelijker zichtbaar worden, snakken we naar een pasklare oplossing – een quick fix. Is geo-engineering inderdaad “een slecht idee waarvoor het nu de hoogste tijd geworden is”, zoals wetenschapsjournalist Eli Kintisch schreef? En ontslaan deze megalomane plannen ons als individu van de verantwoordelijkheid om beter voor de aarde te zorgen?

De tentoonstelling is nog te zien tot 12 januari 2025. Je kan er twee prototypes van Lowtech Magazine bekijken: de website op zonne-energie en een fietsgenerator (die je ook kan uittesten). Geen voorbeelden van geo-engineering, uiteraard, maar wel alternative oplossingen voor een grootschalige, top-down aanpak die ook aan bod komt in de tentoonstelling. Het museum nodigde mij uit voor een uitgebreid interview, de video kan je hier bekijken.

Gemeenschappelijke luxe: het openbare badhuis

Thu, 03 Oct 2024 00:00:00 +0000

Afbeelding: Het interieur van een badhuis, gebouwd op een warmwaterbron, Taiwan. Foto uit het begin van de 20ste eeuw. Publiek domein.

Geen stromend water in huis

Voor mensen in industriële samenlevingen zijn er maar weinig activiteiten die meer privacy vragen dan het wassen en verzorgen van het lichaam. We doen het meestal alleen, in onze private badkamer, met de deur op slot. Historisch gezien is dat ongebruikelijk. Baden in het bijzijn van anderen was eerder regel dan uitzondering. Tot in de eerste helft van de twintigste eeuw hadden veel huishoudens, zelfs in de meest geavanceerde industriële samenlevingen, geen stromend water, laat staan een eigen badkamer. ¹

Een badkamer heeft niet alleen een watervoorziening nodig, maar ook een rioolafvoer en een energiebron om het water te verwarmen. Natuurlijk is het mogelijk om thuis een warm bad te nemen zonder deze infrastructuur. Al sinds de Oudheid bouwden de rijken privébaden in hun huizen. Meestal konden ze dat doen omdat minder welgestelde mensen - ofwel bedienden of slaven - hun badkuipen vulden en weer leeg maakten met emmers en brandhout verzamelden om het water te verwarmen.

Voor de meeste mensen was het echter praktischer om hun lichaam naar het water te brengen dan andersom. Voor sommigen betekende dat baden in rivieren, meren en warmwaterbronnen. Voor anderen, vooral in stedelijke omgevingen, betekende dit een bezoek aan het openbare badhuis.

Afbeelding: Badhuis in Aaken, Duitsland. Tekening door Jan Luyken, 1682.

Is baden slecht voor de planeet?

Moderne badgewoontes zijn een schoolvoorbeeld van een onduurzame levensstijl gebaseerd op fossiele brandstoffen. Warm water is de op één na grootste energievreter in veel huishoudens (na ruimteverwarming en/of -koeling), en een groot deel daarvan wordt gebruikt voor baden of douchen. ² De moderne badkamer gebruikt ook veel water en voegt extra energieverbruik toe door ruimteverwarming en afvalwaterzuivering. Het bouwen en renoveren van badkamers kost ook grondstoffen.

Milieuactivisten volgen twee strategieën om deze problemen aan te pakken. De eerste strategie concentreert zich op technologische oplossingen, zoals douchekoppen met een laag waterverbruik, zonneboilers, en warmteterugwinningssystemen voor afvalwater. De tweede strategie richt zich op gedrags- of sociale veranderingen door de moderne normen voor properheid en comfort in vraag te stellen: korter en minder vaak baden of douchen, koude douches nemen of een kattenwasje doen bij de wasbak. ²³

Het is onwaarschijnlijk dat deze strategieën veel resultaat zullen opleveren. Veel technologische oplossingen zijn moeilijk of onmogelijk te installeren in bestaande gebouwen, vooral in steden. Naarmate het aantal verdiepingen toeneemt, heeft een flatgebouw bijvoorbeeld al snel onvoldoende dakruimte om zonnecollectoren voor alle bewoners te installeren. Aan de andere kant zal het promoten van ongemak als opoffering voor duurzaamheid waarschijnlijk geen grote delen van de bevolking aanspreken. ³⁴

Gemeenschappelijk baden maakt het makkelijker om hygiëne los te koppelen van fossiele brandstoffen.

Gemeenschappelijk baden zou een derde strategie kunnen zijn, maar wordt zelden genoemd. Dat is opmerkelijk, want op vlak van duurzaamheid is het moeilijk te overtreffen. De bouw en het gebruik van een badhuis voor 1000 mensen kost veel minder energie dan de bouw en het gebruik van 1000 individuele badkamers. Een openbaar badhuis is ook efficiënter wat betreft grondstoffen, geld en ruimte. ⁵

Net zo belangrijk is dat gemeenschappelijk baden de toepassing van bovengenoemde duurzame technologieën haalbaarder maakt. Dat vermindert het energieverbruik nog verder en maakt het mogelijk om baden los te koppelen van fossiele brandstoffen. Tot slot kan een openbaar badhuis duurzaamheid bevorderen zonder comfort in te leveren. Integendeel, een badhuis voor een gemeenschap bouwen is zoveel efficiënter dat er ruimte ontstaat voor gedeelde luxe en zelfs extravagantie. Dat is wellicht makkelijker te verkopen dan het nemen van een koude douche.

Afbeelding: Een publiek badhuis in Duinkerken, Frankrijk, geopend in 1897.

Baden in rivieren, meren en warmwaterbronnen

De natuur heeft mensen ruim voorzien van badfaciliteiten: beken, rivieren, poelen, meren, watervallen en regenbuien. De mensheid bracht veel tijd door in tropisch Afrika, waar baden geen kunstmatig verwarmd water nodig had voor comfort. Toen we naar koudere klimaten verhuisden, bood de natuur ons een andere oplossing: warmwaterbronnen. Er bestaan vele tienduizenden warmwaterbronnen over de hele planeet - slechts een paar hedendaagse landen hebben ze helemaal niet (waaronder, helaas, België en Nederland). ⁶⁷

Baden in warmwaterbronnen was gebruikelijk in oude beschavingen over de hele wereld. Het is echter een gebruik dat nog verder teruggaat in de tijd. Archeologisch bewijs toont overvloedig aan dat veel prehistorische nederzettingen zich vestigden in de buurt van warmwaterbronnen. ⁶⁸ Het is onmogelijk om staalhard te bewijzen dat mensen die bronnen gebruikten om te baden, maar waarom zouden ze dat niet gedaan hebben, vooral in koude gebieden? ⁹

Genieten van een warm bad is een gewoonte die dateert uit de prehistorie.

De huidige badcultuur is gebaseerd op fossiele brandstoffen, maar als we naar de historische context kijken, is genieten van een warm bad niet noodzakelijk een onduurzaam idee. In het geval van warmwaterbronnen is de volledige infrastructuur - watertoevoer, afvoer en warmtebron - al aanwezig.

Onze voorouders vonden ook het stoom- of zweetbad uit. Dat maakte het mogelijk om in alle seizoenen en klimaten in koud water te kunnen baden. In plaats van water te verwarmen, verwarmt het stoombad mensen zodat ze comfortabel kunnen baden in koud water. De vroegste stoomhutten uit de prehistorie waren niet veel meer dan kleine blokhutten of tentachtige constructies bedekt met wollen dekens of huiden. ¹⁰¹¹¹²¹³

Afbeelding: Badplaats, olie op canvas, Paul Gauguin, 1886.

De geboorte van het badhuis

Kunstmatige badfaciliteiten van baksteen of natuursteen verschenen ongeveer 4.000 jaar geleden. ¹⁴ Het kon gaan om een openluchtbad, een badhuis of een privébadkamer. Veel badhuizen en baden werden bovenop natuurlijke warmwaterbronnen gebouwd, waardoor de natuurlijke omgeving werd aangepast om ze makkelijker, veiliger en aantrekkelijker te maken. ⁶⁸ Mensen begonnen ook water om te leiden naar stedelijke badfaciliteiten met behulp van kanalen, pijpleidingen en aquaducten. Ze begonnen ook baden te bouwen die kunstmatig verwarmd water gebruikten.

De oude Romeinen worden het meest geassocieerd met het openbare badhuis, hoewel ze veel inspiratie haalden bij de oude Grieken. Griekse badhuizen bestonden uit kamers met individuele heupbaden tegen de muren. Rechtop zittend gooiden de baders heet water over zich heen of lieten dit doen door een ondergeschikte. Romeinse baders daarentegen deelden het water in grote badkuipen of baden. Beide gebruikten ook stoombaden. ¹⁵¹⁶¹⁷¹⁸

Op het hoogtepunt van het keizerrijk waren er alleen al in de stad Rome ongeveer 1.000 openbare badhuizen voor een bevolking van ongeveer 1 miljoen mensen - één badhuis per 1.000 mensen. ⁸¹⁹ De meest prominente badhuizen waren de “thermae”, waar tot een paar duizend mensen tegelijk konden baden. Deze faciliteiten, die alleen in de grootste steden voorkwamen, waren rijkelijk versierd met mozaïeken, marmeren vloeren en baden, granieten zuilen en standbeelden. De meeste Romeinse badhuizen waren echter kleinere buurtbaden die “balnea” werden genoemd. ¹⁵

Afbeelding: dwarsdoorsnede van de Thermen van Diocletianus. Een schilderij van de Franse architect Edmond Paulin, 1880. Dit openbare badhuis was het grootste in het keizerrijk, met een capaciteit van meer dan 3000 mensen.

Het pre-industriële badhuis

De geschiedenis van het openbare badhuis gaat verder na de ondergang van het Romeinse Rijk. In het Oosten evolueerde het Romeinse badhuis tot de hammam, die de baden achterwege liet en zich meer concentreerde op zweten als reinigingsmethode. ²⁰²¹ Na een zweetbad gooiden mensen water over zichzelf heen. De hammams, die deden denken aan de kleine Romeinse balnea, verspreidden zich in grote aantallen in alle steden van de islamitische wereld. De Islam vereist het wassen van het lichaam voor het bidden. ²²

In West-Europa raakten veel Romeinse baden in verval. Het openbare badhuis kwam echter weer helemaal terug tijdens de late Middeleeuwen, toen een nieuwe periode van verstedelijking aanbrak. ²³²⁴²⁵ In de 13e, 14e en 15e eeuw hadden veel Europese steden een openbaar badhuis per 2.000 tot 5.000 inwoners. ²⁶ Veel waren stoombaden geïnspireerd op de hammam. Een tweede type badhuis bood houten badkuipen voor een kleine groep mensen. Het middeleeuwse badhuis stond bekend als een “stoof”, wat verwijst naar de oven die het water voor de badkuipen verwarmde of de ruimte vulde met stoom. ²³²⁵

Afbeelding: een voormalig middeleeuws badhuis, gebouwd in 1562, in Múnden, Duitsland. Foto door Axel Hindemith (CC BY-SA 4.0).

Afbeelding: Het vrouwenbadhuis, door Albrecht Dürer, 1496.

Afbeelding: Het Rudasbadhuis, Ludwig Rohbock, 1850. Het Rudasbadhuis in Budapest werd gebouwd in 1550 en wordt nog steeds gebruikt.

Noord-Europa en Rusland - nooit veroverd door Romeinse of islamitische rijken - hielden vast aan zweet- en hete luchtbaden. In de Middeleeuwen bestonden er bijvoorbeeld openbare “banyas” in steden in het Grootvorstendom Moskou. ¹² Azië ontwikkelde ook onafhankelijke badculturen. In het laatmiddeleeuwse Japan deelden mensen om economische redenen privébaden met familie, buren en vrienden. Voor deze “coöperatieve baden” van meestal vier tot tien personen bracht elke badgast een portie brandhout mee om het water te verwarmen. Die praktijk evolueerde naar grotere openbare baden - “sento” - die vanaf de vijftiende eeuw een snelle groei doormaakten.²⁷²⁸

Afbeelding: Vrouwen in een stoombad. Houtgravure door Olaf Sörling, 1881.

Afbeelding: Mannen in een Japans badhuis, begin twintigste eeuw. Foto in het publieke domein.

Baden voor het plezier

Milieuactivisten die ijveren voor korter of minder vaak douchen beschouwen baden impliciet als een strikt utilitaire praktijk. Maar tijdens het grootste deel van de geschiedenis gingen mensen niet alleen in bad omwille van hygiënische redenen. Ze bezochten het badhuis ook om te ontspannen, plezier te maken en te socialiseren. In plaats van een snelle aangelegenheid duurde het baden - ongeacht de vorm - vaak uren. ¹⁵²⁸

De oude Grieken zaten samen in individuele badkuipen en voerden gesprekken, waarvoor de akoestiek van de ruimte optimaal geschikt was. ²⁹ In het oude Rome waren openbare baden plaatsen waar mensen bijna dagelijks naartoe gingen om gezien te worden, vrienden te ontmoeten, te ontspannen, te roddelen, te dineren of te sporten en te studeren. De baders maakten gebruik van schoonheidsbehandelingen - ze lieten zich masseren, scheren, kappen en ontharen. Ze vierden feesten en verjaardagen en huldigden buitenlandse gasten. ¹⁵¹⁷¹⁹²⁵³⁰

In plaats van een snelle aangelegenheid duurde het baden - ongeacht de vorm - vaak uren.

Het middeleeuwse Europese badhuis zette deze tradities voort, met minder pracht en praal, maar niet noodzakelijk met minder enthousiasme. Met name middeleeuwse badhuizen met houten badkuipen waren vaak een plek van vermaak waar ook eten, drinken, muziek en verschillende soorten lichamelijke verzorging werden aangeboden. ²³ In Japan werden openbare baden in de 16e eeuw plaatsen om samen te komen en te socialiseren, met grote groepen mensen die aten, dronken en zongen. ²⁷²⁸ Het baden in rivieren, dat tot in de 20e eeuw rond de steden en op het platteland werd voortgezet, was ook deels vermaak waarbij zwemmen een potentieel onderdeel was. ³¹

Tegelijkertijd werd baden als essentieel beschouwd om ziekten te voorkomen en te genezen, volgens de Hippocratische ideeën dat mensen de balans van lichaamsvloeistoffen konden behouden of herstellen door het lichaam bloot te stellen aan koude, warme, vochtige of droge omstandigheden. De inrichting van pre-industriële baden weerspiegelde deze ideeën, met baden en ruimtes van verschillende temperaturen. ¹⁵²¹

Afbeelding: miniatuurtekening in "De Sphaera Mundi", geschreven door Johannes de Sacrobosco, circa 1230.

Schaken in het Széchenyi badhuis in Boedapest, Hongarije, 1973. Foto door Kereki Sándor. Bron: [Fortepan](https://fortepan.hu/hu/).

Gemeenschappelijke luxe

Hoewel deze elementen van plezier, sociale interactie en gezondheid vandaag de dag nog steeds aanwezig zijn in minerale spa’s, is er een cruciaal verschil met vroegere badpraktijken. De huidige spa is veel te duur om een private badkamer te vervangen. Het historische openbare badhuis was daarentegen een egalitaire instelling.

Romeinse openbare baden hadden geen of lage inkomgelden en waren voor iedereen toegankelijk. Er waren geen zones die gereserveerd waren voor hooggeplaatste burgers. In combinatie met de prachtige architectuur en weelderige decoratie van de baden, zorgde dit ervoor dat zelfs de armste mensen van luxe konden proeven. ¹⁵¹⁷¹⁹ Deze gewoonten werden voortgezet in de Europese Middeleeuwen en werden gedeeld door badculturen over de hele wereld. ²³ In Japan bijvoorbeeld hielp het badhuis bij het “langzaam deconstrueren van de bestaande sociale hiërarchie en creëerde het een nieuwe culturele stroom tussen de elite en de gewone mensen.” ²⁸³²

De enige scheiding vond plaats tussen mannen en vrouwen en zelfs dat was verre van universeel in ruimte en tijd. Mannen en vrouwen gingen naar verschillende badhuizen, gebruikten verschillende afdelingen, of deelden dezelfde ruimtes op verschillende tijden van de dag of de week. ¹²¹⁵¹⁷¹⁹²³

Afbeelding: een "sento" in Japan. Foto door [Stuart Gibson](https://stuartgibson.aminus3.com/portfolio/), gepubliceerd met toestemming.

Het energieverbruik van Romeinse badhuizen

Hoe duurzaam was al die gemeenschappelijke luxe? Het meeste onderzoek naar het energieverbruik van badhuizen heeft betrekking op de Romeinse baden. Historici hebben de grote badhuizen uit het Romeinse Rijk soms als verspillend bestempeld, met het argument dat hun wijdverspreide gebruik ontbossing veroorzaakte. ³³³⁴³⁵ De afgelopen jaren hebben archeologisch onderzoek, thermische analyse en warmteoverdrachtstudies echter steeds duidelijker gemaakt dat Romeinse badhuizen, ondanks hun weelde, opmerkelijk energiezuinige gebouwen waren. ³⁶³³

De eerste reden daarvoor was het gebruik van de hypocaustum. Dat verwarmingssysteem bestond uit een of meer ondergrondse vuren die warme lucht onder de vloer en in de holle muren verspreidden (sommige badhuizen hadden ook verwarmde plafonds). Door de grote stralingsoppervlakken konden de ruimtes in het gebouw op een lagere temperatuur worden verwarmd, waardoor energie werd bespaard. Hoewel het water voor de baden periodiek opnieuw werd verwarmd in een geïsoleerde boiler dicht bij de oven, hielp de warmte in de vloeren en de muren om het water voor langere tijd warm te houden. ³⁶³³

Een studie van de Stabische Thermen, een van de oudste overgebleven “thermae”, laat een brandstofverbruik zien van tussen de 5 en 8 kg brandhout per uur, afhankelijk van het seizoen. ³⁶³⁷ Dat komt overeen met een houtvoorraad van iets meer dan 60 bomen (essen) per jaar, een hoeveelheid die wellicht niet tot ontbossing leidde. ³⁶ Het verbruik van brandhout was waarschijnlijk nog lager omdat Romeinse badhuizen ook andere lokaal beschikbare brandstoffen gebruikten, vaak afvalproducten: riet, bijproducten van de oogst (olijfpitten, snoeisel van boomgaarden, kaf) en dierlijk afval (mest en botten). ³³

Veel Romeinse badhuizen werden op zonnige dagen bijna volledig door zonne-energie opgewarmd.

Volgens dezelfde methodologie toont een studie van een later badcomplex - de Forum Thermen in Ostia - aan dat de Romeinen de energie-efficiëntie van hun badhuizen bleven verbeteren. ³⁸³⁹ De Forum Thermen waren drie keer zo groot als de Stabische Thermen - 923m2 tegenover 310m2 verwarmde ruimtes - maar hun berekende jaarlijkse houtverbruik is niet eens twee keer zo hoog: ruwweg 100 bomen per jaar. ³⁸³⁶ Het nieuwere badhuis had dikkere muren (twee meter in plaats van één meter) en veel grotere ramen, waardoor het aandeel zonnestraling toenam. ⁴⁰ Eerder onderzoek heeft aangetoond dat dit badhuis op zonnige dagen bijna uitsluitend door zonne-energie werd verwarmd. ⁴¹

De bovenstaande studies gaan ervan uit dat de Romeinen hun baden 24 uur per dag verwarmden, tenzij er onderhoud nodig was. Romeinse badhuizen werden zeer waarschijnlijk de hele nacht door verwarmd, omdat dat praktischer en energiezuiniger was. Veel baden waren dagelijks geopend en het kon een hele dag duren om ze vanuit koude toestand op te warmen. In latere eeuwen gebruikten middeleeuwse badhuizen en hammams vaak de hitte of de as van de oven om ’s nachts brood en ander voedsel te bakken. ⁴² Hammams en middeleeuwse badhuizen waren minder energie-efficiënt dan Romeinse baden. Hammams hadden verwarmde vloeren maar geen verwarmde muren en weinig ramen, terwijl middeleeuwse badhuizen vaak geen van beide hadden.

Afbeelding: De grote ramen van de Forum Thermen. Foto: [Jan Theo Bakker](https://www.ostia-antica.org/regio1/12/12-6.htm).

Afbeelding: de hypocaustum van de Grote Thermen in Dion. Foto door Carole Raddato (CC BY-SA 2.0).

Afbeelding: historische reconstructie van de Romeinse baden in Weißenburg, Duitsland. Bron: [CyArk](https://en.m.wikipedia.org/wiki/File:Cyark_Weissenburg_Reconstruction.jpg#filelinks). CC BY-SA 3.0

Het Romeinse badhuis versus de private douche

Hoe verhoudt het energieverbruik van het Romeinse badhuis zich tot dat van de moderne douche? Academisch onderzoek geeft geen antwoord, maar een snelle rekensom laat zien dat het Romeinse baden, dat uren duurde, energiezuiniger was dan de hedendaagse privédouche, die gemiddeld 9 minuten duurt. Het dagelijkse energieverbruik van de Forum Thermen komt overeen met het dagelijkse energieverbruik van 557 douches. ⁴³ Hoewel we niet weten hoeveel mensen de Forum Thermen dagelijks bezochten, overtroffen ze dat aantal waarschijnlijk: het badhuis kon tot 500 baders tegelijk herbergen. ⁴⁴

Het Romeinse baden, dat uren duurde, was energiezuiniger dan de hedendaagse privédouche, die gemiddeld 9 minuten duurt.

Bovendien heeft in de bovenstaande berekening het energieverbruik voor de douche alleen betrekking op waterverwarming, terwijl het brandstofverbruik voor de openbare baden ook - en voornamelijk - ruimteverwarming omvat. ³⁶ Als we er bijvoorbeeld van uitgaan dat het water in de baden van de Stabische baden slechts één keer per dag werd ververst, was de verwarming van het water goed voor minder dan 10% van het totale energieverbruik, wat overeenkomt met het energieverbruik van slechts 52 douches. Het lage energieverbruik voor waterverwarming wordt deels verklaard door de uitstekende thermische isolatie van de verwarmde vloeren en muren, waardoor ruimte- en waterverwarming niet van elkaar kunnen worden gescheiden. Maar het komt ook doordat de Romeinen het water deelden in gemeenschappelijke baden, terwijl elke douche vers verwarmd water vereist.

Het Romeinse badhuis steekt ook gunstig af bij de typische sauna, waarvoor het brandstofverbruik schommelt tussen 5 en 15 kg brandhout per sessie. ⁴⁵ Slechts zestien van zulke saunasessies vereisen evenveel brandstof als de Stabische baden dagelijks verbruikten. De sauna heeft geen verwarmde vloer en wanden. Bovendien werd hij historisch vaak gedeeltelijk ondergronds gebouwd om brandstof te besparen, maar tegenwoordig is het meestal een slecht geïsoleerd gebouw dat in een koud klimaat staat.

Afbeelding: Badsandelen voor vrouwen, Saoedi-Arabië. De verwarmde vloeren van de hammam waren te heet om met blote voeten te betreden. Bron: [Wereldmuseum](https://collectie.wereldmuseum.nl/) (CC BY-SA 4.0).

De openbare badhuizen van de Industriële Revolutie

Sinds de Romeinse tijd en de late middeleeuwen zijn badgewoonten behoorlijk veranderd, vooral in het grootste deel van de westerse wereld. Weinigen van ons zullen de tijd of zelfs de behoefte hebben om dagelijks meerdere uren in een badhuis door te brengen. Sommigen zullen zich ook ongemakkelijk voelen om in het openbaar te baden. ³⁰ Een badhuis kan echter ook een vorm aannemen die meer in overeenstemming is met moderne badgewoonten. Dat demonstreert het openbare badhuis van de industriële revolutie.

In de negentiende en vroege twintigste eeuw ontvingen steden grote aantallen immigranten die in fabrieken kwamen werken. De meeste van deze mensen werden gehuisvest in overvolle gebouwen zonder stromend water, wat leidde tot onhygiënische omstandigheden. ⁴⁶ Regelmatige epidemieën en nieuwe medische inzichten leidden tot een “evangelie van reinheid” dat resulteerde in een nieuwe golf van openbare badhuizen in de hele Westerse wereld. Velen daarvan verdwenen pas tussen de jaren 1950 en 1980.

De beweging voor openbare hygiëne begon in Engeland en bereikte daar een hoogtepunt in de jaren 1840. Tegen 1896 onderhielden meer dan 200 gemeenten in Groot-Brittannië openbare baden. Het Engelse badhuis imiteerde de pracht en praal van de Romeinse baden in zijn architectuur en decoratie: het was “groot, mooi en kostbaar”. ⁴⁶ Het kopieerde echter niet de oude badgewoonten. Er werden nu verschillende delen van het badhuis gereserveerd voor verschillende sociale klassen. Bovendien maakten de gedeelde baden nog steeds sociale interactie mogelijk, maar werden de badkuipen nu in individuele compartimenten geplaatst. Ten slotte stelde het moderne badhuis maximale tijdslimieten in voor het gebruik van het gemeenschappelijke bad en de individuele badkuipen. ⁴⁶⁴⁷⁴⁸

Afbeelding: Nechelles openbaar badhuis in Birmingham, Engeland, 1910. Foto door Oosoom (CC BY-SA 3.0).

Afbeelding: Het gerenoveerde interieur van het Amalienbad in Wenen, Oostenrijk, gebouwd in 1926. Het was één van de grootste badhuizen van Europa in die tijd, met een capaciteit voor 1.300 mensen. Het originele dak kon geopend worden bij goed weer. Foto door Schwimmschule Steiner (CC BY-SA 4.0).

Het douchebadhuis

Duitsland, dat als eerste de Britten volgde op het continent, bouwde ook monumentale badhuizen. ⁴⁹ In de jaren 1880 betoogde de Berlijnse arts Oscar Lasser echter dat de grote baden te duur waren om in de benodigde aantallen te bouwen. Hij stelde de introductie voor van kleinere badhuizen met alleen maar douches in individuele compartimenten. Tot dan toe was de douche alleen verbonden aan een badkuip of werd hij gebruikt in kazernes en gevangenissen, waar soldaten en gevangenen met koud water werden gedoucht. ⁴⁸⁴⁶²⁵

Badhuizen met alleen maar douches weren het dominante type in het grootste deel van West-Europa en ook in Noord-Amerika, waar de sanitaire hervormingsbeweging pas in de jaren 1890 op gang kwam. ⁵⁰⁵¹ Het douchebadhuis ruimde de laatste overblijfselen van de oude badcultuur uit de weg door de gemeenschappelijke baden achterwege te laten en over te schakelen op een meer praktische architectuur. Het openbare badhuis uit de Industriële Revolutie was de “antithese van het pre-industriële badhuis”. ⁴⁷ Hoewel baders nog steeds gebruik maakten van een gemeenschappelijke infrastructuur, was er geen ruimte meer voor plezier, sociale interactie, openbare naaktheid en het vermengen van sociale klassen.

Het openbare badhuis uit de Industriële Revolutie was de antithese van het pre-industriële badhuis

Terwijl de hogere sociale klassen geleidelijk toegang kregen tot hun eigen watervoorziening en badkamers, werd het openbare bad steeds meer geassocieerd met armoede. Hoewel douchebadhuizen geen aparte afdelingen hadden voor verschillende sociale klassen, werden ze voornamelijk gebouwd in buurten met lage inkomens en waren ze alleen bedoeld voor de armen. Badgasten werden naar hun douchecel geleid door een begeleider, die de kraan opendraaide, de watertemperatuur bepaalde en een tijdsklok startte. Mensen hadden maximaal 20 minuten om zich uit te kleden, te douchen en weer aan te kleden. ⁴⁶⁴⁷ “De armen moesten schoon zijn maar er niet te veel van genieten.” ⁴⁶

Afbeelding: de laatste badmeester van een badhuis in Haarlem, Nederland, 1984. Foto in het publieke domein.

Individuele bad- en douchekamers uitgerust met tijdsklokken in Amsterdamse badhuizen, 1985. Bron: [Stadsarchief Amsterdam](https://archief.amsterdam/beeldbank/detail/ca27031b-8e92-023a-eb42-461dc0cf6fd2/media/728f468c-3dca-91e3-0eb9-6dca39ea8130?mode=detail&view=horizontal&q=badhuis&rows=1&page=24).

Afbeelding: Douchecabines in een gemeentelijk badhuis in Amsterdam. Bron: Stadsarchief Amsterdam.

Afbeeding: Het ketelhuis van een gemeentelijk badhuis in Amsterdam, 1985. Bron: Stadsarchief Amsterdam.

Zullen we het openbare badhuis terugbrengen?

In Europa en Noord-Amerika verdween het openbare badhuis toen iedereen zijn eigen badkamer kreeg - hoewel we nog steeds samen baden in sportcentra en gemeenschappelijke badkamers blijven gebruiken in hostels of op campings. Het openbare badhuis overleeft elders, maar is bijna overal in verval. Bijvoorbeeld, Caïro had slechts acht hammams in 2000, vergeleken met meer dan zeventig aan het begin van de 19e eeuw. ⁵²⁵³ In 1968 telde Tokio 2.687 openbare badhuizen. In 2022 waren er nog maar 462 over. ⁵⁴⁵⁵

Historisch gezien werd het badhuis geboren uit de behoefte aan efficiëntie: baden kostte te veel middelen om individueel te organiseren. Dat is niet langer het geval dankzij de opmars van centrale infrastructuren - fossiele brandstoffen, elektriciteit, watervoorziening, riolering. Maar in de context van de huidige energiecrisis is de efficiëntie van het openbare badhuis opnieuw relevant geworden. Het is een oplossing die het energieverbruik relatief snel kan verminderen zonder dat er nieuwe technologieën nodig zijn of comfort moet worden opgeofferd. Veerkracht is een ander argument voor het badhuis. ⁵⁶

Afbeelding: Gemeentelijk badhuis op het Javaplein in Amsterdam. Foto: Stadsarchief Amsterdam.

Afbeelding: een voormalig badhuis in Flensburg, Duitsland. Foto: VollwertBIT (CC BY-SA 2.5).

Welk type openbaar badhuis willen we?

De metamorfose van het openbare bad in de 19e en 20e eeuw, die ook gevolgen had voor openbare baden buiten de westerse wereld, vormt een uitdaging voor iedereen die publiek baden nieuw leven wil inblazen met het oog op duurzaamheid. Welk type badhuis willen we? Natuurlijk zijn het Romeinse bad en het douchebadhuis uitersten en zijn er vele tussenvormen denkbaar. Toch zal elke ontwerper van een toekomstig badhuis beslissingen moeten nemen die waarschijnlijk controversieel zullen zijn.

Je zou bijvoorbeeld kunnen beargumenteren dat het douchebadhuis niet alleen past bij moderne badpraktijken, maar ook een maximale efficiëntie biedt. Dat is vooral waar als de overheid, in plaats van de badgast, de duur van de douche en de temperatuur van het water regelt. Op die manier zou het openbare badhuis een technologie kunnen worden om zuinigheid af te dwingen bij de hele bevolking. Maar op zijn zachtst gezegd is het onwaarschijnlijk dat zo’n aanpak enthousiasme zal opwekken voor een heropleving van het openbare badhuis. Het douchebadhuis bevordert evenmin de sociale interactie. ⁵⁷

Elke ontwerper van een toekomstig badhuis zal beslissingen moeten nemen die waarschijnlijk controversieel zijn.

Pleiten voor de terugkeer van het pre-industriële openbare badhuis, waarin sociale interactie en gemeenschappelijke luxe centraal staan, is misschien succesvoller om mensen weg te lokken van hun privébadkamers, maar het kent ook obstakels. Het openbare badhuis stuit al 2000 jaar op weerstand, meestal vanwege tegenstrijdige opvattingen over gezondheid en moraal. ⁵⁸ Bijvoorbeeld, zorgen over losbandigheid en prostitutie - echte en ingebeelde - lopen door de geschiedenis van het badhuis in alle culturen. ⁵⁹ Het scheiden van mannen en vrouwen pakt die zorgen niet volledig aan.

Afbeelding: Scène uit een badhuis, circa 1470, geschilderd door de Meester van Anthony of Burgundy (Berlin Staatsbibliothek, Ms. Dep. Breslau 2, vol. 2, fol. 244).

Elk pleidooi om openbare badhuizen nieuw leven in te blazen zal ook te maken krijgen met de angst voor besmettelijke ziekten. Een “lockdown” van de samenleving, zoals veel regeringen toepasten tijdens de pandemie van het coronavirus in 2020 en 2021, is bijvoorbeeld onverenigbaar met openbare badhuizen. Zo’n maatregel werkt alleen als iedereen een eigen badkamer heeft. ⁶⁰ Het verband tussen gemeenschappelijk baden en gezondheid is complex. De wetenschap heeft veel van de gezondheidsvoordelen van koude, warme en stoombaden bevestigd en heeft ook het belang van sociale interactie aangetoond. Mensen samenbrengen brengt echter ook altijd gezondheidsrisico’s met zich mee.

Hoe bouw je een low-tech badhuis?

Er is nog een verschil tussen badhuizen die voor en na de Industriële Revolutie werden gebouwd: preïndustriële baden werkten op hernieuwbare brandstoffen, terwijl industriële baden op fossiele brandstoffen werkten. Veel moderne badhuizen hadden een eigen kolencentrale die de ruimte en het water verwarmde en elektriciteit leverde voor de verlichting. Op fossiele brandstoffen werkende badhuizen zijn energie-efficiënter dan op fossiele brandstoffen werkende privébadkamers, maar het kan uiteraard nog beter.

Een groot badhuis dat wordt verwarmd door een hypocaustum en grote ramen is nog steeds moeilijk te verslaan als koolstofneutrale technologie, tenminste op basis van duurzame houtproductie. ⁶¹⁶² De verbranding van biomassa zorgt echter voor luchtvervuiling, terwijl we een badhuis ook zouden kunnen verwarmen met hernieuwbare energiebronnen die dat probleem niet hebben. De meest voor de hand liggende oplossing voor ruimte- en waterverwarming zijn vlakke plaat zonnecollectoren waarin de zon het water verwarmt. Windmolens die warmte opwekken zijn een low-tech alternatief voor thermische zonnecollectoren in minder zonnige klimaten. ⁶³ Andere potentiële warmtebronnen zijn geothermische energie en afvalwarmte van fabrieken.

Op fossiele brandstoffen werkende badhuizen zijn energie-efficiënter dan op fossiele brandstoffen werkende privébadkamers, maar het kan uiteraard nog beter.

Het grootste nadeel van een badhuis op zonne- of windenergie is de afhankelijkheid van gunstige weersomstandigheden. Om dat te compenseren kan zonne- of windenergie worden gecombineerd met thermische energieopslag, zoals geïsoleerde watertanks. Warmte opslaan in een thermische massa voor langere periodes is veel goedkoper en duurzamer dan elektriciteit opslaan in chemische batterijen. Het vereist echter ruimte die alleen gemeenschappelijk baden kan bieden. Stoombaden en sauna’s zijn moeilijker los te koppelen van biomassaverbranding, maar er bestaan enkele innovatieve voorbeelden. ⁶⁴

Door badfaciliteiten te clusteren in een gedeelde infrastructuur ontstaat er ook voldoende ruimte om een badhuis te voorzien van uitgebreide warmte-isolatie (een doorslaggevende factor in energieverbruik) en te zorgen voor een autonome watervoorziening (bijvoorbeeld door regenwater op te vangen en op te slaan) en de lokale behandeling van afvalwater (bijvoorbeeld door fytoremediatie met behulp van planten).

Architecten hebben een aantal van deze ideeën toegepast in landen waar openbare baden nog steeds worden gebruikt. In een bergdorp in China bijvoorbeeld is een gemeenschappelijk badhuis voor 5.000 mensen grotendeels onafhankelijk van centrale infrastructuurnetwerken. Het water wordt opgepompt uit een bron en verwarmd met zonnecollectoren. Het afvalwater van de douches en toiletten wordt gefilterd in bassins gevuld met bamboeplanten. ⁶⁵.

Afbeelding: dit badhuis in China heeft 24 douches en bedient een gemeenschap van 5.000 mensen. Het recycleert het afvalwater met bamboeplanten. Bron: BAO Architects.

Een openbaar badhuis past echter ook in de hoogtechnologische visie van een gecentraliseerde energie-infrastructuur op basis van PV-panelen en windturbines die elektriciteit leveren. In een dergelijke configuratie zouden openbare badhuizen een overschot aan elektriciteit kunnen absorberen tijdens dagen met veel zon of wind. In plaats van de elektriciteit van overtollige zonne- en windenergie te vernietigen, zouden we die kunnen gebruiken om elektrische warmtepompen aan te drijven en de warmte op te slaan in de thermische massa van openbare badhuizen. ⁶⁶ Hoewel deze aanpak minder efficiënt is dan badhuizen die zonder elektriciteit werken, is het nog altijd beter dan een scenario waarin een gecentraliseerd hernieuwbaar elektriciteitsnet energie levert aan een veel groter aantal privébadkamers.

Kris De Decker

Veel dank aan Jonas Görgen en Elizabeth Shove voor hun feedback op een eerdere versie van dit artikel.

Marie Verdeil en Roel Roscam Abbing hebben bijgedragen aan de selectie van afbeeldingen.

De aanleg van waterleiding- en rioolnetwerken nam veel tijd in beslag, vooral in oudere Europese steden. Vóór 1900 hadden alleen de duurste Parijse flats een badkamer. ²⁶ In de rijkste Britse huishoudens verschenen in de jaren 1860 privé-baden. Toch duurde het nog tot de jaren 1950 voordat arbeiderswoningen routinematig van warm en koud stromend water werden voorzien. ³ In de nieuwere steden van de VS was het gemakkelijker om een infrastructuur voor watervoorziening en riolering aan te leggen. Vanaf de jaren 1870 overtrof het Amerikaanse sanitair dat van elk ander land. Meer dan de helft van alle Amerikaanse huizen had een complete badkamer in 1940. Ter vergelijking: in heel Frankrijk had in 1954 slechts één huis of appartement op tien een douche of bad. ²⁰ ↩︎
De neveldouche: duurzame decadentie?, Kris De Decker, Low-tech Magazine, 2019. https://qelnixcor.cloud/nl/2019/10/mist-showers-sustainable-decadence/ ↩︎ ↩︎ ↩︎ ↩︎
Pickerill, Jenny. “Cold comfort? Reconceiving the practices of bathing in British self-build eco-homes.” Annals of the Association of American Geographers 105.5 (2015): 1061-1077. https://www.tandfonline.com/doi/full/10.1080/00045608.2015.1060880 ↩︎ ↩︎ ↩︎
De trend gaat in de richting van meer en langere douches ² en meer, grotere en luxere privébadkamers. Zo heeft meer dan een derde van de nieuwe eengezinswoningen in de VS drie of meer badkamers in 2021, vergeleken met “slechts” een kwart in 2005. Bron: Number of Bathrooms in New Homes in 2021, Jesse Wade, National Association Of Home Builders, November 2022. https://eyeonhousing.org/2022/11/number-of-bathrooms-in-new-homes-in-2021/ ↩︎
Hoeveel water publieke badhuizen kunnen besparen, hangt af van hoe mensen precies baden. Gedeelde baden en badkuipen zorgen voor waterbesparing, maar individuele douches en badkuipen niet, zelfs niet als ze in een gemeenschappelijke ruimte staan. ↩︎
Erfurt, Patricia. “Hot springs throughout history. The Geoheritage of hot springs.” Cham: Springer International Publishing, 2021. 119-182. ↩︎ ↩︎ ↩︎
Tamburello, Giancarlo, et al. “Global thermal spring distribution and relationship to endogenous and exogenous factors.” Nature Communications 13.1 (2022): 6378. ↩︎
Cataldi, Raffaele, Susan F. Hodgson, and John W. Lund. Stories from a heated earth: our geothermal heritage. No. 19. Nicholson, 1999. ↩︎ ↩︎ ↩︎
Zelfs sommige dieren, zoals sneeuwapen en capibara’s, baden graag in warmwaterbronnen. Zie, bijvoorbeeld: Matsuzawa, Tetsuro. “Hot-spring bathing of wild monkeys in Shiga-Heights: origin and propagation of a cultural behavior.” Primates 59.3 (2018): 209-213. https://link.springer.com/content/pdf/10.1007/s10329-018-0661-z.pdf. ↩︎
Sonntag, C. F. “The History of Baths and Bathing in Britain before the Norman Conquest.” Proceedings of the Royal Society of Medicine 13.sect_hist_med (1920): 25-46. ↩︎ ↩︎
Aaland, Mikkel. “Sweat: The illustrated history and description of the Finnish sauna, Russian bania, Islamic hammam, Japanese mushi-buro, Mexican temescal and American Indian & Eskimo sweat lodge.” (1978). ↩︎
Pollock, Ethan. Without the banya we would perish: a history of the Russian bathhouse. Oxford University Press, USA, 2019. ↩︎ ↩︎ ↩︎
De eerste schriftelijke verwijzing naar het stoombad dateert uit de vijfde eeuw voor Christus, toen de Griekse historicus Herodotus het Scythische zweetbad ten noorden van de Zwarte Zee vergeleek met het Griekse stoombad van zijn tijd. Het is echter zeer waarschijnlijk dat de oorsprong teruggaat tot de prehistorie. Het is niet verrassend dat het stoombad en het heteluchtbad zich aanvankelijk verspreidden in regio’s met koude en lange winters: Noordwest-Europa, Rusland, Alaska en Canada. Het werd ook gebruikt door inheemse Amerikanen en verspreidde zich ook naar Midden- en Zuid-Amerika. ¹⁰ ↩︎
Een van de vroegste archeologische vermeldingen van door mensen gemaakte badfaciliteiten dateert van rond 2300 voor Christus in wat nu Pakistan is. De inwoners van Mohenjo-daro, de vermoedelijke hoofdstad van de Indus-beschaving, bouwden putten en drainagesystemen die privébadkamers in de meeste woongebouwen mogelijk maakten, evenals een groot, gemeenschappelijk bad. De privébadkamers hadden een ondiep platform van 1m2 waar mensen emmers water over zich heen gooiden. Het “Grote Bad” was een bakstenen bassin met treden aan weerszijden en een capaciteit voor 160 m3 water. Omdat de stad in een heet woestijnklimaat lag, was het niet nodig om het water te verwarmen. Bronnen: Graeber, David, and David Wengrow. The dawn of everything: A new history of humanity. Penguin UK, 2021 + Jansen, Michael. “Mohenjo-Daro, Indus Valley civilization: water supply and water use in one of the largest Bronze Age cities of the third millennium BC.” Geo: A new world of knowledge (2011). https://openarchive.icomos.org/id/eprint/1541/1/110601geo_06_2011_indian_edition_email.pdf ↩︎
Maréchal, Sadi. Public baths and bathing habits in Late Antiquity: a study of the archaeological and historical evidence from Roman Italy, North Africa and Palestine between AD 285 and AD 700. Diss. Ghent University, 2016. https://biblio.ugent.be/publication/7235534/file/7235545.pdf ↩︎ ↩︎ ↩︎ ↩︎ ↩︎ ↩︎ ↩︎ ↩︎ ↩︎ ↩︎
Fagan, Garrett G. “The genesis of the Roman public bath: recent approaches and future directions.” American Journal of Archaeology 105.3 (2001): 403-426. ↩︎
Kosso, Cynthia, and Anne Scott, eds. The nature and function of water, baths, bathing, and hygiene from antiquity through the Renaissance. Vol. 11. Brill, 2009. ↩︎ ↩︎ ↩︎ ↩︎
Zowel de Grieken als de Romeinen gebruikten ook koude baden in combinatie met sportfaciliteiten. Hier was de handeling van het wassen secundair. ¹⁵¹⁹ ↩︎
Hoagland, Alison K. The bathroom: a social history of cleanliness and the body. Bloomsbury Publishing USA, 2018. ↩︎ ↩︎ ↩︎ ↩︎ ↩︎
Ashenburg, Katherine. The dirt on clean: An unsanitized history. Vintage Canada, 2010. ↩︎ ↩︎ ↩︎
Fournier, Caroline. Les bains d’al-Andalus: VIIIe-XVe siècle. Presses universitaires de Rennes, 2018. https://books.openedition.org/pur/44617#anchor-resume ↩︎ ↩︎ ↩︎
Sibley, Magda, Camilla Pezzica, and Chris Tweed. “Eco-hammam: the complexity of accelerating the ecological transition of a key social heritage sector in Morocco.” Sustainability 13.17 (2021): 9935 ↩︎
Coomans, Janna. “Janna Coomans - The Medieval Bathhouse (MA Thesis - 2013).” The Medieval Bathhouse: Bathing Culture in the Late Medieval Low Countries (2013): n. pag. Print. ↩︎ ↩︎ ↩︎ ↩︎ ↩︎ ↩︎ ↩︎ ↩︎ ↩︎ ↩︎ ↩︎ ↩︎
Wurtzel, Ellen. “Passionate Encounters, Public Healing: Medieval Urban Bathhouses in Northern France.” French Historical Studies 46.3 (2023): 331-360. https://read.dukeupress.edu/french-historical-studies/article/46/3/331/381254/Passionate-Encounters-Public-HealingMedieval-Urban ↩︎ ↩︎
Büchner, Robert. Im städtischen Bad vor 500 Jahren: Badhaus, bader und Badegäste im alten Tirol. Böhlau, 2014. ↩︎ ↩︎ ↩︎ ↩︎ ↩︎
Het Parijs van de dertiende eeuw, met 200.000 inwoners, telde ongeveer 30 openbare badhuizen ²³²⁴, terwijl het Londen van de 14e eeuw, met 80.000 inwoners, minstens 18 openbare badhuizen had. ²⁰ In de late 14e eeuwse Lage Landen hadden Brugge (30.000 inwoners) en Gent (40.000 inwoners) elk ongeveer twintig openbare badhuizen, terwijl kleinere steden zoals Maastricht en Leuven (15.000 inwoners) er ongeveer vijf hadden. Wenen (Oostenrijk) telde 29 badhuizen in de vijftiende eeuw. ²³ Middeleeuwse badhuizen, zoals hammams, waren kleiner dan Romeinse baden. Middeleeuwse badhuizen gevonden in Duitsland en de Lage Landen hadden een grondoppervlak van tussen de 100 en 200 vierkante meter. ²³ Het typische Romeinse stadsbad had een oppervlakte van ongeveer 500 m2. ¹⁵ ↩︎ ↩︎
Butler, Lee. “Washing Off the Dust”: Baths and Bathing in Late Medieval Japan." Monumenta Nipponica 60.1 (2005): 1-41. https://web.archive.org/web/20190818120651id_/http://muse.jhu.edu:80/article/182356/pdf ↩︎ ↩︎
Merry, Adam M., “More Than a Bath: An Examination of Japanese Bathing Culture” (2013). CMC Senior Theses. Paper 665. http://scholarship.claremont.edu/cmc_theses/665 ↩︎ ↩︎ ↩︎ ↩︎ ↩︎
Gill, A. A. ““Chattering” in the Baths: The Urban Greek Bathing Establishment and Social Discourse in Classical Antiquity.” (2011). https://tobias-lib.ub.uni-tuebingen.de/xmlui/bitstream/handle/10900/61481/CD27_Gill_CAA2008.pdf?sequence=2&isAllowed=y ↩︎
Górnicka, Barbara. Nakedness, shame, and embarrassment: A long-term sociological perspective. Vol. 12. Springer, 2016. ↩︎ ↩︎
A Cultural History of Parson’s Pleasure, George Townsend, PhD, Birkbeck, University of London, 2022, ongepubliceerd. Zie ook: Dive in! A history of river swimming in Oxford. Museum of Oxford, expo 2023. https://moxdigiexhibits.omeka.net/exhibits/show/dive-in#:~:text=Dive%20In!-,A%20history%20of%20river%20swimming%20in%20Oxford,places%20for%20bathing%20and%20swimming. ↩︎
Het egalitaire karakter van het openbare bad werd versterkt door het feit dat mensen gedeeltelijk of volledig naakt waren. “Men ontdeed zich niet alleen van zijn kleren, maar ook van zijn sociale rang en materiële rijkdom, die grotendeels onzichtbaar werden”, concludeert een historicus van het Japanse openbare bad. ²⁸ “Het ware collectief is een naakt collectief”, merkt een ander op, verwijzend naar de Russische banya. Bron: Gearsimova, A. “My Banya, Your Banya: From Reality to Myth.” (2016). ↩︎
Mietz, Michael. “The fuel economy of public bathhouses in the Roman Empire.” Master’s thesis, Ghent University, Faculty of Arts and Philosophy, Campus Boekentoren, Blandijnberg 2 (2016): 9000. https://libstore.ugent.be/fulltxt/RUG01/002/303/996/RUG01-002303996_2016_0001_AC.pdf ↩︎ ↩︎ ↩︎ ↩︎
Wilson, A (2012) Raw materials and energy, in “The cambridge companion to the roman economy, scheidel 2012. ↩︎
Ancient deforestation revisited, Journal of the history of biology, 44 (1), 43-57. https://www.researchgate.net/profile/J-Donald-Hughes/publication/45407393_Ancient_Deforestation_Revisited/links/08ce17d911d2244431641d70/Ancient-Deforestation-Revisited.pdf ↩︎
Miliaresis, Ismini. “Heating the Stabian Baths at Pompeii.” Curious (2021): 83. https://library.oapen.org/bitstream/handle/20.500.12657/58973/1/external_content.pdf#page=91 ↩︎ ↩︎ ↩︎ ↩︎ ↩︎ ↩︎
De studie gaat ervan uit dat de baden 24 uur per dag werden verwarmd en alleen werden stilgelegd voor onderhoud. De brandstof die gebruikt wordt om het bad op te warmen (berekend op 35 kg in het geval van de Stabische Baden) wordt slechts één keer opgeteld bij het totale jaarlijkse energieverbruik. De resultaten zijn ook gebaseerd op de aanname dat het water van de baden één keer per dag werd ververst (en dus één keer per dag moest worden opgewarmd vanuit koude toestand). ↩︎
Veal, Robyn, and Victoria Leitch. Fuel and Fire in the Ancient Roman World: Towards an integrated economic understanding. McDonald Institute for Archaeological Research, 2019. https://www.repository.cam.ac.uk/bitstreams/c349fc20-11d0-4ad4-a2e9-55dccca9f2df/download ↩︎ ↩︎
Miliaresis, Ismini Alexandra. Heating and Fuel Consumption in the Terme del Foro at Ostia. Diss. University of Virginia, 2013. https://libraetd.lib.virginia.edu/public_view/5d86p0445 ↩︎
Of de (kleine) ramen in de Stabische baden glas of luiken hadden, is niet helemaal duidelijk. Het onderzoek concludeert dat het energieverbruik redelijk vergelijkbaar is met als zonder glas. De baden in de Forum Thermen, met ramen die enkele meters hoog zijn, zouden echter bijna 1,5 keer zoveel hout nodig hebben gehad om de ruimtes met ramen zonder beglazing in de maand mei te verwarmen, en meer dan twee keer zoveel in de koudste maand. ↩︎
Ring, James W. “Windows, baths, and solar energy in the Roman empire.” American Journal of Archaeology 100.4 (1996): 717-724. ↩︎
Dit kan ook van toepassing zijn geweest op Romeinse badhuizen, maar ik kon er geen enkele verwijzing naar vinden. Voor hammams, zie bijvoorbeeld: Sibley, Magda, and Martin Sibley. “Hybrid transitions: combining biomass and solar energy for water heating in public bathhouses.” Energy Procedia 83 (2015): 525-532. ↩︎ ↩︎
Een brandstofverbruik van 7,5 tot 12 kg/uur is gemiddeld 9,75 kg/uur, wat overeenkomt met 234 kg brandhout per dag. Een kg hout bevat ruwweg 5 kWh thermische energie, wat het dagelijkse brandstofverbruik van de Forum Thermen op 1.170 kWh brengt. Een douche van 8,9 minuten (het gemiddelde in Nederland) kost 2,1 kWh thermische energie. ² Conclusie: het dagelijkse energieverbruik van de Forum Thermen is gelijk aan dat van 557 douches. Het dagelijkse brandstofverbruik van de kleinere en minder energie-efficiënte Stabian baden komt overeen met het energieverbruik van 378 douches. ↩︎
Brünenberg–Jens-Arne, Monika Trümper–Clemens, et al. “Stabian Baths in Pompeii. New Research on the Development of Ancient Bathing Culture.” (2019). https://www.academia.edu/download/67567783/Truemper_et_al._Stabian_Baths_RM_2019.pdf ↩︎
Het energieverbruik van een sauna is variabeler dan het energieverbruik van een douche en ik kon geen betrouwbaar academisch onderzoek vinden. De gegevens die ik gebruik zijn een ruwe schatting gebaseerd op cijfers die ik vond op internetfora en websites. Merk ook op dat het klimaat een deel van het verschil in energie-efficiëntie verklaart: de sauna bevindt zich vaak in een koud klimaat, terwijl de meeste Romeinse baden rond de Middellandse Zee stonden. ↩︎
Williams, Marilyn T. Washing” the great unwashed": public baths in urban America, 1840-1920. Ohio State University Press, 1991. https://kb.osu.edu/bitstream/handle/1811/6282/1/Washing_the_Great_Unwashed.pdf ↩︎ ↩︎ ↩︎ ↩︎ ↩︎ ↩︎ ↩︎ ↩︎ ↩︎
Dillon, Jennifer Reed. Modernity, sanitation and the public bath: Berlin, 1896–1933, as archetype. Duke University, 2007. https://dukespace.lib.duke.edu/bitstreams/33e2fe84-16ec-4044-91d6-75d5c87d37e3/download ↩︎ ↩︎ ↩︎
Ladd, Brian K. “Public baths and civic improvement in nineteenth-century German cities.” Journal of urban history 14.3 (1988): 372-393. ↩︎ ↩︎
Het badhuis van Stuttgart had bijvoorbeeld twee grote zwembaden, 300 kleedhokjes, 102 badkuipen, twee Russisch-Romeinse baden, twee koudwaterbaden, een zonnebad en een bad voor honden. Tegen het einde van de eeuw had bijna elke Duitse stad minstens één monumentaal badhuis gebouwd, waar vaak ook een restaurant en een kapperszaak bij hoorden. ²⁵⁴⁶ ↩︎
New York City bouwde 25 monumentale badhuizen en Boston had zwembaden en gymnastiekzalen. Andere Amerikaanse steden bouwden echter uitsluitend douchebadhuizen voor de arme klassen. Tegen 1920 had Chicago bijvoorbeeld meer dan twintig badhuizen met douches gebouwd, verspreid over de arme wijken en de arbeidersklasse. ⁴⁶ ↩︎
Duitsland en Oostenrijk bouwden badhuizen met douches in arme buurten, maar bleven ook uitgebreide en dure faciliteiten bouwen voor de hogere sociale klassen, die vaak wel een watervoorziening hadden maar nog steeds geen badkamer. ⁴⁶ ↩︎
Talmisānī, Mayy, and Eve Gandossi. The last hammams of Cairo: a disappearing bathhouse culture. American Univ in Cairo Press, 2009. ↩︎
Damascus had 40 hammams in de jaren 1940 en slechts 13 in 2004. Bron: Sibley, Magda. “The Historic hammāms of Damascus and Fez: lessons of sustainability and future developments.” The 23rd conference on passive and low energy architecture (PLEA). 2006. https://www.academia.edu/download/52232181/The_Historic_Hammms_of_Damascus_and_Fez_20170321-32624-5s2lbk.pdf Marokko is een uitzondering. Afhankelijk van de bron wordt het aantal nog werkende hammams in het land geschat op 6.000 tot 10.000 die vaak nog de traditionele verwarmingssystemen gebruiken. ⁴² ↩︎
“Tokyo starts effort to revive public bathhouses”, Julian Ryall Tokyo, October 1, 2022. https://www.dw.com/en/japan-launches-campaign-to-revive-fading-public-bathhouses/a-63282747#:~:text=In%20an%20effort%20to%20protect,pop%20into%20their%20local%20bathhouse. ↩︎
“Public baths fade from Tokyo, with nearly half gone over 15 years”, Natsumi Nakai, October 10, 2023. https://www.asahi.com/ajw/articles/15025294#:~:text=Public%20bathhouses%20are%20swiftly%20disappearing,to%20the%20Tokyo%20metropolitan%20government. ↩︎
“Fuel Crisis Forces Syrians to Use Public Baths”, Sputnik International, 2023. https://sputnikglobe.com/20230131/fuel-crisis-forces-syrians-to-use-public-baths-1106687250.html See also: “Aleppo bathhouse boom as Syria crisis turns showers cold”, Africanews, 2021. https://www.africanews.com/2021/12/30/aleppo-bathhouse-boom-as-syria-crisis-turns-showers-cold/ ↩︎
“Why we need to bring back the art of communal bathing”. Jamie Mackay, Aeon Magazine, 2016. https://aeon.co/ideas/why-we-need-to-bring-back-the-art-of-communal-bathing ↩︎
Dit geldt vooral voor West-Europa, waar het verzet zo sterk werd dat het badhuis uiteindelijk in sommige regio’s tussen de zestiende en de negentiende eeuw verdween. ²³ De redenen voor de tijdelijke ondergang van het baden in West-Europa - een unieke gebeurtenis in de wereldgeschiedenis - zijn controversieel onder historici. Sommigen wijzen op de druk van de katholieke en protestantse kerk, die de middeleeuwse badhuizen steeds meer beschouwden als plaatsen van immoraliteit en zonde. ⁵⁹ Anderen zien de oorzaak in epidemieën, of wijzen op veranderende medische opvattingen - artsen beschouwden heet water en stoom niet langer als gezond. ²³ De tegenstand begon al voordat de georganiseerde religie verscheen. De oude Romeinse filosoof Seneca was kritisch over de grotere Romeinse baden en schreef er verschillende tirades tegen. Hij klaagde over het lawaai in de thermen en beschuldigde ze van extravagantie en hedonisme. Zie bijvoorbeeld: Morele brieven aan Lucilius door Seneca. Brief 86. Over Scipio’s villa. https://en.wikisource.org/wiki/Moral_letters_to_Lucilius/Letter_86 ↩︎
In het oude Rome stonden sommige badhuizen gemengd baden toe, terwijl andere badhuizen mannelijke en vrouwelijke baders scheidden. Prostitutie was legaal, maar het feit dat de vrouw van een man met andere mannen badderde was een legitieme reden voor echtscheiding. ¹⁵ In islamitisch Spanje werden hoge boetes uitgedeeld aan mannen die het badhuis binnen glipten op dagen die aan vrouwen waren toegewezen of die betrapt werden op het loeren door de ramen van het gebouw. Vrouwen riskeerden hun wettelijke rechten als ze hetzelfde deden. Op het mishandelen van een vrouw in een badhuis, zelfs verbaal, stond de doodstraf. Zie: Powers, James F. “Frontier municipal baths and social interaction in thirteenth-century Spain.” The American Historical Review 84.3 (1979): 649.667. In de Middeleeuwen maakten de autoriteiten in de Lage Landen onderscheid tussen “eerlijke” en “oneerlijke” badhuizen. Om de kwaliteit van de “eerlijke” badhuizen te handhaven, schaften ze gemengd baden af, stelden regels op voor badmeisjes en maakten prostitutie in het badhuis illegaal. ²³ ↩︎ ↩︎
Het lijdt geen twijfel dat openbare badhuizen een vector waren in historische epidemieën. Medische traktaten raadden zelfs af om het badhuis te bezoeken. Bijna alle badhuizen bleven echter open, waarschijnlijk omdat ze werden gezien als een dienst die te essentieel was. Dat was tenminste het geval in de middeleeuwse Lage Landen en in het Romeinse Rijk, zie: ²³²¹ ↩︎
Kan het verbranden van biomassa weer duurzaam worden? Kris De Decker, Low-tech Magazine, September 2020. https://qelnixcor.cloud/nl/2020/09/how-to-make-biomass-energy-sustainable-again/ ↩︎
Bovendien werd de hypocaustum in de middeleeuwen verder verbeterd, waardoor hij nog energiezuiniger kon worden gemaakt dan in de Romeinse tijd. Zie: Luchtverwarming in de middeleeuwen: de hypocaust met warmteopslag, Kris De Decker, Low-tech Magazine, Maart 2017. https://qelnixcor.cloud/nl/2017/03/heat-storage-hypocausts-air-heating-in-the-middle-ages/ ↩︎
Warmtemolens: Verwarm je huis met windenergie, Kris De Decker, Low-tech Magazine, Februari 2019. https://qelnixcor.cloud/nl/2019/02/heat-your-house-with-a-mechanical-windmill/ ↩︎
Onderzoekers van de Universiteit van Stuttgart hebben bijvoorbeeld een hybride opslagsysteem bedacht dat bestaat uit een water- en stoomtank onder druk die dient als opslag voor zonne-energie. De stoom kan op elk moment vrijkomen in een sauna, terwijl het water dient om de ruimte te verwarmen. Zie: Schaefer, M., et al. “Development of a zero-energy-sauna: Simulation study of thermal energy storage.” Energy and Buildings 256 (2022): 111659. https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0378778821009439. Een zeer low-tech voorbeeld is “Solauna”, dat alleen met zonnewarmte werkt, in principe door een zeer grote en goed geïsoleerde zonnekoker te bouwen. Zie: https://www.biopiscinas.pt/en/solar-sauna/. “Lytefire” creëert hitte en stoom door zonlicht van spiegels geconcentreerd op een metalen plaat of een zak met stenen. Zie: https://lytefiresauna.com/en. ↩︎
Zie: https://www.designboom.com/architecture/bao-split-bathhouse/. Een ander voorbeeld is een badhuis in Oost-Iran, gebouwd in 2004, dat werkt op twee zonnecollectorvelden (195 m2 in totaal) en twee thermisch geïsoleerde opslagtanks (3 m3 elk). De installatie levert warm water voor twaalf douches en vier baden en voorziet in de warmwaterbehoefte van 150 mensen per dag. Bron: Azad, E. “Design, installation and operation of a solar thermal public bath in eastern iran.” Energy for Sustainable Development 16.1 (2012): 68-73. Onderzoekers onderzoeken ook het gecombineerde gebruik van biomassaovens en thermische zonnecollectoren voor hammams in Marokko. Zie: Krarouch, M., et al. “Simulation of floor heating in a combined solar-biomass system integrated in a public bathhouse located in Marrakech.” IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. Vol. 353. No. 1. IOP Publishing, 2018. Zie ook: Mohamed, Krarouch, and Haller Michel. “Design optimisation of a combined pellets and solar heating systems for water heating in a public bathhouse.” Energy Reports 6 (2020): 1628-1635. Zie ook: Sibley, Magda, Camilla Pezzica, and Chris Tweed. “Eco-hammam: the complexity of accelerating the ecological transition of a key social heritage sector in Morocco.” Sustainability 13.17 (2021): 9935. Zie ook: Zbaidi, Mourad, et al. “Improving the Energy Efficiency of a Traditional Hammam by Using Two Types of Heat Exchanger.” International Journal on Engineering Applications 11.6 (2023). ↩︎
Hoe duurzaam is een duurzaam elektriciteitsnet?, Kris De Decker, Low-tech Magazine, September 2017. https://qelnixcor.cloud/nl/2017/09/how-not-to-run-a-modern-society-on-solar-and-wind-power-alone/ Zie ook: Battery Killers: Grid-Interactive Water Heaters, Kris De Decker, No Tech Magazine, mei 2015. https://www.notechmagazine.com/2015/05/battery-killers-grid-interactive-water-heaters.html ↩︎

Zo bouw je een klein zonnesysteem

Sat, 20 Jul 2024 00:00:00 +0000

Afbeelding: een zonnepaneel met laadregelaar en loodzuurbatterij. Foto door Marie Verdeil.

Lezers vertelden me dat ze graag kleinschalige fotovoltaïsche installaties willen bouwen zoals de systemen die Low-tech Magazine’s website en kantoor van stroom voorzien. Alleen weten ze niet waar te beginnen en welke onderdelen te kopen. Deze handleiding brengt al die informatie samen: wat je nodig hebt, hoe alles te bedraden, wat de ontwerp-opties zijn, waar je zonnepanelen plaatst, hoe je stroom splitst en meetinstrumenten installeert. Het gaat in dit artikel over zonne-energiesystemen die batterijen opladen en eenvoudigere configuraties die geen batterij nodig hebben.

Conventionele PV-installaties worden op daken en in velden geïnstalleerd. Ze zetten de gelijkstroom (DC) elektriciteit die zonnepanelen produceren om in wisselstroom (AC) waarop de meeste apparaten werken. ’s Nachts en bij slecht weer vallen ze terug op het electriciteitsnet. Niets van dat in de kleine systemen die we in deze handleiding bouwen. Deze systemen zijn volledig onafhankelijk van het electriciteitsnet, werken zuiver op gelijkstroom, en voorzien geen hele huishoudens of steden van elektriciteit, maar eerder een kamer, een verzameling toestellen, of een specifiek toestel. Kleinschalige zonne-installaties als deze zijn een extreme vorm van gedecentraliseerde energievoorziening.

Het meeste werk bij het bouwen van een klein zonnesysteem is het kiezen van de juiste onderdelen en het bouwen van de structuur voor het zonnepaneel. De bedrading is redelijk eenvoudig, tenzij je een uitgebreid controlepaneel wil. Je hebt ook weinig gereedschap nodig: een striptang, een paar schroevendraaiers (ook kleintjes) en een houtzaag zijn onmisbaar. Een soldeerbout, een tang en een multimeter zijn handig, maar niet noodzakelijk.

Voor je begint: veiligheid

Bij gelijkstroom met lage spanning bestaat er geen risico op een fatale elektrische schok. Dat geldt zeker voor systemen die op 12 volt (V) werken. Afhankelijk van de elektrische geleiding van je lichaam (en andere factoren) mag er tot 20-50V door je lichaam stromen vooraleer je het met je leven bekoopt.¹

Toch hebben laagspanning zonne-energieysystemen ook risico’s. De grootste gevaren zijn pijnlijke elektrische schokken (niet dodelijk), brand, ontplofte batterijen en schade aan onderdelen. Als je je aan een paar simpele regels houdt, hoef je je geen zorgen om te maken. In al mijn zonne-energie-experimenten de voorbije zeven jaar heb ik nooit brand veroorzaakt of een schok gevoeld (maar wel een paar onderdelen kapot gemaakt).

Raak elektrische onderdelen nooit aan met natte handen.
Raak nooit het ontblootte stuk van een positieve en negatieve draad tegelijkertijd aan. Je wordt deel van het elektrische circuit en krijgt een elektrische schok. Het is geen enkel probleem om één draad aan te raken. Hetzelfde geldt voor batterij-uitgangen: één aanraken kan, twee tegelijk niet.
Verbind een positieve draad nooit met een negatieve draad. Dat veroorzaakt kortsluiting wat kan leiden tot een elektrische schok, schade aan onderdelen, brand of een ontplofte batterij. Gebruik verschillende kleuren voor positieve en negatieve draden en houd je daaraan.
Stop altijd een zekering in je zonnesysteem.
Zorg ervoor dat je kabels dik genoeg zijn.
Verbind een zonnepaneel nooit rechtstreeks met een batterij. Gebruik een laadregelaar tussenin.
Plaats een loodzuurbatterij nooit in een afgesloten container.

Voor je begint: laagspanning of hoogspanning?

Elektrisch vermogen (uitgedrukt in watt) staat gelijk aan stroom (in ampère) vermenigvuldigd met spanning (uitgedrukt in volt). Elektrisch vermogen (W) kan dus refereren naar een lage spanning (V) met een hoge stroom (A) of een hoge spanning met een lage stroom. Conventionele zonne-installaties voor thuisgebruik hebben altijd een transformator die de lage spanning (gelijkstroom) van een zonnepaneel omzet in de hogere spanning (wisselstroom) die door meeste apparaten gebruikt wordt. Je kan hetzelfde doen voor een klein zonnesysteem, maar het is beter om de transformator weg te laten en rechtstreeks met gelijkstroom en laagspanning aan de slag te gaan.²³ Dat is ook het type elektrische installaties dat je in auto’s, vrachtwagens, zeilboten, caravans en kampeerwagens vindt.

Vermogen (watt) = V (volt) x A (ampère)

De transformator weglaten heeft veel voordelen. In de eerste plaats maakt het de zonne-installatie goedkoper, want transformators zijn duur. Ten tweede verhoogt het de energie-efficiëntie van het hele systeem. Laagspanningsgelijkstroom omzetten naar hoogspanningswisselstroom kan tot 50 procent energieverlies met zich meebrengen in kleine zonnesystemen.

Hoogwaardige omvormers (“inverters”) kunnen meer dan 90% efficiënt zijn wanneer ze hun capaciteit volledig benutten. Wanneer de elektrische lading echter ver onder de maximumcapaciteit ligt van de transformator (wat vaak het geval is met kleine zonnesystemen), dan daalt de efficiëntie snel. Bovendien is er vaak extra energieverlies (5-15%) in het omzetten van AC naar DC omdat vele moderne toestellen intern op laagspanning werken. Dat energieverlies vindt plaats in de AC/DC-adapter van het toestel.

Hoogspanningswisselstroom (220-240V in Europa, 110V in de VS) is het resultaat van meer dan een eeuw gecentraliseerde energieproductie.² Elektriciteitscentrales die op fossiele brandstoffen draaien worden energie-efficiënter naarmate ze groter worden. In die zin is het logisch een aantal grotere centrales te bouwen en de energie te verdelen over een regio. Omdat energieverlies door weerstand evenredig is met het kwadraat van de stroom, zijn hoge spanningen de sleutel tot energie-efficiënte stroomoverdracht over langere afstanden.

Zonne-energie maakt deze aanpak overbodig. In tegenstelling tot een fossiele energiecentrale of een windmolen, hangt de efficiëntie van een zonnepaneel niet af van het formaat. Omdat de energie van zonnepanelen ter plekke gebruikt kan worden, is het bovendien niet nodig om zonne-energie om te zetten in hoogspanning en deze over grote afstanden te transporteren.

Je kan energieverliezen vermijden en een energie-efficiënter systeem creëren door een apparaat dat op gelijkstroom werkt rechtstreeks te koppelen aan een zonnepaneel. Praktisch gezien kan je hetzelfde toestel dan met een kleiner zonnepaneel van stroom voorzien, omdat er geen energieverlies is. Dit veronderstelt wel dat je toestellen met een laag voltage gebruikt. Je kan er bij gebrek aan alternatieven uiteraard voor kiezen af en toe een omvormer in te pluggen om een bepaald toestel te doen werken. Koop in dat geval geen te krachtige omvormer, want die moet op volle kracht draaien om efficiënt te zijn. Ik heb nog geen omvormers gevonden onder de 150 watt.

Voor je begint: heb je echt een batterij nodig?

De zon schijnt niet altijd. Vooral ’s nachts niet. Voeg je een batterij en een laadregelaar toe aan je zonnesysteem, dan kan je de verzamelde zonne-energie ook na zonsondergang gebruiken. Helaas zijn batterijen duur, kost de productie ervan veel energie, en hebben ze een korte levensduur.⁴ Batterijen zijn verantwoordelijk voor 80-90% van de totale kosten en geïnvesteerde energie over de gehele levensduur van een off-grid zonnesysteem.⁵ Ze introduceren ook laad- en ontlaadverliezen, die moeten worden gecompenseerd door grotere zonnepanelen. Voor loodzuurbatterijen, de meest kostenefficiënte optie, kunnen deze verliezen oplopen tot 20-30%.

Batterijen zijn verantwoordelijk voor 80-90% van de totale kosten en geïnvesteerde energie over de gehele levensduur van een off-grid zonnesysteem.

Deze handleiding is geen argument tegen energieopslag, die voor sommige toestellen zeker handig is. Maar vaak is het mogelijk een fotovoltaïsch zonnesysteem te bouwen zonder energieopslag. Zulke ‘directe’ zonnesystemen zijn goedkoper, sneller en eenvoudiger te maken. Met directe zonnestroom kan je overdag een waaier aan apparaten gebruiken, zelfs krachtige toestellen. Voorbeelden zijn elektrisch gereedschap en werkplaatsgereedschap, geluidssystemen en ventilatoren. Andere toestellen, zoals koelkasten, kooktoestellen en verwarmingssystemen, kunnen directe zonnestroom in combinatie met warmte- of koudeopslag gebruiken als goedkoop en duurzaam alternatief voor batterijen.⁶

Een deel van het geld dat je aan batterijen uitspaart, kan je uitgeven aan grotere zonnepanelen, waarmee je de stroomvoorziening vergroot bij minder optimaal weer. Een direct zonnesysteem kan dus perfect werken bij bewolkt weer, ook al werkt het niet tussen zonsondergang en zonsopgang. Deze aanpak werkt ook bijzonder goed voor het opladen van apparaten met batterijen, zoals smartphones, tablets, laptops, fietsverlichting, draagbaar elektrisch gereedschap en powerbanks. Je kan deze apparaten enkel overdag opladen, maar je kan ze na zonsondergang blijven gebruiken tot de batterij leeg is.

Het onderscheid tussen zonnepanelen met of zonder energieopslag is niet altijd heel duidelijk. Zo kun je bijvoorbeeld een zonnepaneel direct aansluiten op een USB-powerbank (met daartussen een DC-DC converter). Het systeem wordt dan een batterijopslagsysteem op basis van lithium-ion, waarbij gebruik wordt gemaakt van het energiebeheer dat al beschikbaar is in de powerbank. Als je draagbare LED-lampen oplaadt met batterijen, kan een zonnepaneel zonder batterijopslag ook ’s avonds licht bieden – een moderne benadering van de toorts.

Wat je nodig hebt: de onderdelen van een klein fotovoltaïsch systeem

Afbeelding: Een verzameling zelfgemaakte constructies voor zonnepanelen. Foto door Marie Verdeil.

Zonnepanelen zijn het belangrijkste onderdeel van alle systemen die we hier bouwen. Zonnepanelen zijn verkrijgbaar in verschillende spanningen, meestal 12V of 24V, soms 36V, 48V of hoger voor netgekoppelde systemen. Voor kleinschalige systemen is 12V of 24V wat je nodig hebt, vooral om mee te beginnen. Je vindt ook kleine zonnepanelen met spanningen onder de 12V.

Mensen vragen vaak welke zonnepanelen ze moeten kopen, maar veel advies kan ik niet geven. Je kan kiezen tussen mono- en polykristallijne zonnepanelen. De eerste zijn krachtiger en duurder, maar het verschil is klein. Bijna alle zonnepanelen worden in China gemaakt, waar je ze ook koopt.⁷ Een goed advies is om prijzen te vergelijken en er eentje te kopen dat niet uitzonderlijk goedkoop of duur is.

De andere onderdelen zijn afhankelijk van het type installatie dat je wil bouwen. Een zonne-installatie met batterijopslag heeft ook een laadregelaar en een batterij nodig. Voor een batterijloos, direct zonnesysteem is alleen een DC-DC converter nodig (of zelfs niet). Beide systemen hebben ook elektrische kabels, zekeringen en connectoren nodig. Optionele onderdelen zijn aan/uit-knoppen en meetinstrumenten.

Afbeelding: Een laptop die wordt aangedreven door een zonnepaneel, laadregelaar, batterij en omvormer. 1. Zekering. 2. Omvormer. Illustratie door Marie Verdeil.

Afbeelding: Een laptop die wordt aangedreven door een zonnepaneel, laadregelaar en batterij. Geen omvormer. 1. Zekering. 2. Voedingsadapter (12V). Illustratie door Marie Verdeil.

Afbeelding: Een laptop die wordt aangedreven door een zonnepaneel en een DC-DC-converter. Geen laadregelaar, geen accu, geen omvormer. 1. Zekering. 2. DC-DC-omzetter (variabele ingangsspanning, 12V-uitgang). 3. Voedingsadapter (12V). Illustratie door Marie Verdeil.

Afbeelding: Een ventilator aangedreven door een zonnepaneel. Geen DC-DC-omzetter, geen laadregelaar, geen batterij, geen omvormer. 1. Zekering. 2. schottkydiode. 3. Ventilator. Illustratie door Marie Verdeil.

Hoe verbind je zonnepanelen in serie en parallel?

Zonnepanelen kunnen individueel, in serie of parallel gebruikt worden. Wanneer je zonnepanelen parallel aansluit, blijft de uitgangsspanning gelijk, maar verdubbelt de stroomopbrengst. Dat is de meest voorkomende opstelling. Heb je (bijvoorbeeld) 50W aan zonne-energie nodig, dan kan je een zonnepaneel van 50W kopen of een aantal kleinere (2x25W or 5x10W) en die parallel opstellen.

Meerdere kleinere panelen kopen in plaats van één groot paneel is niet de goedkoopste optie, want kleinere zonnepanelen kosten meer per watt piekvermogen. Maar soms is het de enige manier om panelen te plaatsen waar je ze wil hebben. Mijn vensterbank is bijvoorbeeld te smal voor een zonnepaneel van 60W, maar ik kan wel drie zonnepanelen van 20W naast elkaar monteren. Het zou goedkoper en makkelijker zijn om één zonnepaneel van 60W te hebben met een formaat dat overeenkomt met mijn vensterbank, maar dat formaat is niet verkrijgbaar.

Wanneer je zonnepanelen parallel aansluit, blijft de uitgangsspanning gelijk, maar verdubbelt de stroomopbrengst.

Je kan zonnepanelen ook in serie opstellen. De uitgangsspanning verdubbelt, maar de stroomopbrengst blijft hetzelfde. Door zonnepanelen in serie te bedraden, kan je 24V-apparaten van stroom voorzien met 12V-zonnepanelen. Je kan natuurlijk net zo goed een 24V-zonnepaneel kopen. Je kiest best voor zonnepanelen van hetzelfde type, ongeacht of je ze in serie of parallel aansluit.

Je kan zonnepanelen ook serieel én parallel aansluiten. Zo kan je bijvoorbeeld twee groepen van drie 12V-panelen parallel aansluiten en de twee groepen vervolgens in serie met elkaar verbinden. Het resultaat is een 24V-systeem met de gecombineerde stroomopbrengst van drie zonnepanelen. Met batterijen kan je hetzelfde doen voor hetzelfde effect.

Illustratie: hoe je zonnepanelen in serie (links) en parallel (rechts) aansluit. Illustratie door Marie Verdeil.

Illustratie: hoe je zonnepanelen parallel en in serie kunt aansluiten in hetzelfde circuit. Illustratie door Marie Verdeil.

Hoe bouw je een zonnesysteem met batterij-opslag?

Als je een zonne-energiesysteem met batterijopslag bouwt, heb je een zonnelaadregelaar en een batterij nodig. De meeste off-grid zonne-installaties werken op loodzuurbatterijen. Voor draagbare zonnesystemen met batterijen is lithium-ion de meest praktische optie. In andere gevallen zijn loodzuurbatterijen nog steeds de veiligste en meest betaalbare optie. Ze vragen minder ingewikkelde laadsoftware dan lithium-ionbatterijen. Er zijn veel andere, minder vaak voorkomende batterijtypen, maar daar ga ik hier niet verder op in.

Laadregelaars

Koppel een zonnepaneel nooit rechtstreeks aan een batterij. Wil je zonne-energie voor later bewaren, installeer dan een laadregelaar. Een zonnelaadregelaar reguleert de uitgangsspanning van het zonnepaneel alnaargelang de spanning die de batterij nodig heeft in verschillende oplaadfases. De laadregelaar zorgt ook voor een stabiele 12V output van de batterij en legt het systeem stil wanneer de spanning onder een bepaald niveau zakt. De meeste zonnelaadregelaars hebben een optie-menu om die waarden aan te passen.

Er zijn honderden soorten zonnelaadregelaars. Naar mijn ervaring werken ze allemaal goed voor kleine zonnesystemen. De goedkoopste laadregelaars functioneren prima, maar ze moeten op de juiste spanning werken en voldoende capaciteit hebben). Duurdere laadregelaars (zoals MPPT) zijn niet de moeite waard voor kleinschalige systemen. Als je systeem met lithium-ionbatterijen werkt, heb je een andere, duurdere zonnelaadregelaar nodig. Als je handig bent met elektronica, kan je de regelaar ook zelf bouwen.⁸

Afbeelding: Verschillende soorten zonnelaadregelaars. Foto door Kris De Decker.

Batterijen

Het type batterij dat je nodig hebt voor een kleinschalig zonnesysteem is een gesloten loodzuuraccu. Voor een zonnepaneel van 12V, heb je een 12V batterij nodig. Als je een 24V zonnepaneel gebruikt, heb je een 24V accu nodig. Draag goed zorg voor loodzuurbatterijen, want ze kunnen snel kapot gaan. Het is belangrijk dat hun spanning niet onder een bepaald niveau daalt en dat ze regelmatig volledig opgeladen worden. Bewaar een loodzuuraccu nooit gedurende langere tijd zonder opladen. Houd de batterij aangesloten op een zonnepaneel, zeker als je voor langere tijd op vakantie gaat.

Draag goed zorg voor loodzuurbatterijen, want ze kunnen snel kapot gaan.

Is de laadregelaar aan een zonnepaneel en batterij gekoppeld, dan zal de laadregelaar de accu loskoppelen als de spanning onder een bepaald niveau daalt (meestal 12V). Deze waarde kan je aanpassen in het menu. Je kan tot 11V gaan, ten koste van de levensduur van de batterij. Als je de batterij een langere levensduur wil geven, kan je de waarde ook hoger instellen, bijvoorbeeld op 12,2 of 12,5V. In dit geval zal je aan energieopslagcapaciteit inboeten.

Plaats een loodzuuraccu niet in een gesloten container. Plaats een zekering in de positieve draad tussen de accu en de zonnelaadcontroller, zo dicht mogelijk bij de batterij. Controleer de spanning met een digitale voltmeter. Als je meer wil weten over batterijen, is de Battery University een goed vertrekpunt.

Bedrading

Zonnelaadregelaars verbinden alle andere onderdelen van een zonnesysteem met energieopslag: de batterij, het zonnepaneel en de elektrische apparaten die je van stroom voorziet. Er steken zes draden uit een laadregelaar: twee naar de accu, twee naar het zonnepaneel en twee naar de elektrische belasting. Je moet de componenten altijd in de hieronder beschreven volgorde aansluiten.

Sluit de accu aan op de zonnelaadregelaar (accusymbool)
Sluit het zonnepaneel aan op de zonnelaadregelaar (zonnepaneelsymbool)
Sluit de elektrische belasting aan op de zonnelaadregelaar (lichtsymbool)

Om los te koppelen, ga je in tegengestelde richting te werk:

Ontkoppel de elektrische belasting van de zonnelaadregelaar (lichtsymbool)
Koppel het zonnepaneel los van de zonnelaadregelaar (zonnepaneelsymbool)
Koppel de accu los van de zonnelaadregelaar (accusymbool)

Sluit het zonnepaneel nooit aan op de laadregelaar als deze niet op de accu is aangesloten. Beschouw de batterij en de laadregelaar als één geheel. Voorkom dure fouten door na zonsondergang aan zonnesystemen te werken, of door de zonnepanelen overdag af te dekken.

Hoe bouw je een zonnesysteem zonder batterij-opslag?

Bij het gebruik van directe zonnestroom is er geen batterij of laadregelaar nodig. Het zonnepaneel is rechtstreeks op het gevoede apparaat aangesloten of heeft daartussen een DC-DC-omzetter. Sommige apparaten functioneren perfect met fluctuerende spanningen, zoals ventilatoren, pompen en andere apparaten met een gelijkstroommotor. Afhankelijk van de spanning zal de motor sneller of trager draaien. Ook verwarmingselementen kunnen op verschillende spanningen werken. Andere apparaten – zoals alle elektronica – hebben daarentegen een nauwkeurige en constante ingangsspanning nodig. Een DC-DC (“buck” of “boost”) omzetter is dan essentieel om die stabiele spanningsingang te bieden.

DC-DC-omzetters

Een DC-DC-omzetter is een elektronische module die de ingangsspanning van een zonnepaneel (of andere stroombron) omzet in een stabiele uitgangsspanning voor een apparaat, bijvoorbeeld 5V voor USB-gadgets en 12 tot 20V voor elektrisch gereedschap. “Step down” of “buck”-omzetters verlagen de uitgangsspanning ten opzichte van de ingangsspanning. “Boost” converters verhogen de spanning op een vergelijkbare manier. Een DC-DC-converter brengt energieverlies met zich mee, maar dat verlies is kleiner dan de verliezen van batterijen, omvormers en AC/DC-adapters.

Voor zonnesystemen zonder batterijopslag is het belangrijk te weten dat 12V-zonnepanelen meer dan 12V produceren. In volle zon zal de uitgangsspanning dichter bij 20V liggen. Hetzelfde geldt voor 24V-zonnepanelen, die een uitgangsspanning zullen hebben van ongeveer 32V. De 12V- of 24V-aanduiding refereert simpelweg aan het type accusysteem waarvoor je je zonnepaneel wil gebruiken. Wil je 12V-apparaten rechtstreeks op een zonnepaneel laten werken, dan heb je dus een DC-DC-module nodig die de 20V-instroom omzet in een stabiele 12V-uitstroom. Als je 5V-apparaten wil gebruiken, heb je een module nodig met een constante 5V-uitvoer.

Zorg ervoor dat je de juiste elektronische module hebt. De meest veelzijdige DC-DC converter accepteert een breed scala aan ingangsspanningen en zet deze om naar elke gewenste uitgangsspanning. Dit type DC-DC-converter kan rechtstreeks op een zonnepaneel worden aangesloten en kan alle apparaten van stroom voorzien, ongeacht de spanning waarop ze werken. Met dergelijke modules kan je de uitgangsspanning aanpassen door aan een klein schroefje te draaien of op een knopje te drukken. Sommige buck- en boost-omzetters hebben een klein digitaal scherm waarop de uitgangsspanning wordt weergegeven. Gebruik anders een multimeter om de uitgangsspanning aan te passen.

Andere DC-DC-converters hebben een nauwkeurige spanningsingang nodig en kunnen daarom alleen worden aangesloten op een stabiele spanningsbron, zoals een 12V-accu. Er zijn ook DC-DC-omzetters met een variabele ingangsspanning maar een vaste uitgangsspanning. Deze kunnen rechtstreeks op een zonnepaneel worden aangesloten. Zorg er in dat geval voor dat de uitgangsspanning overeenstemt met het apparaat dat je van stroom wilt voorzien.

Afbeelding: Een verzameling DC-DC-omzetters. Foto door Kris De Decker

Afbeelding: Een 5 watt 12V zonnepaneel met een 12V naar 5V buck-omzetter. Met de connector aan de linkerkant kan je de DC-DC-omzetter makkelijk loskoppelen en het zonnepaneel aan een laadregelaar koppelen. Foto door Kris De Decker

Bedrading

Het aansluiten van een direct zonnesysteem zonder batterijopslag is eenvoudig. Is er geen DC-DC omvormer aanwezig, schroef dan de + en de - van het zonnepaneel op de + en de - van het toestel en zet er een zekering tussen. Voeg eventueel een aan/uitknop toe. Zorg ervoor dat het toestel dat je van stroom voorziet de juist spanning ontvangt.

Als het directe zonne-PV-systeem een DC-DC-omvormer heeft, sluit je de plus en de min van het zonnepaneel aan op de plus en de min van de ingang van de DC-DC-omvormer. Verbind daarna de plus en de min van de uitgang van de DC-DC-converter met de plus en de min van het apparaat. Zet er een zekering tussen.

Bij sommige modules moet je de draden erop solderen, andere modules hebben schroeven of pluggen. Wanneer de DC-DC converter een variabele uitgangsspanning heeft, kan je het zonnepaneel voor verschillende soorten apparaten gebruiken door aan het kleine schroefje te draaien. Het alternatief is een controlepaneel bouwen dat apparaten met verschillende spanningen kan aandrijven.

Het formaat bepalen van je zonnepaneel, batterij en andere onderdelen

Alle componenten van een zonne-installatie moeten op elkaar afgestemd worden. Dat is veel makkelijker voor een zonnesysteem met directe aandrijving dan een zonnesysteem met batterijopslag.

Zonder batterijen

In een direct zonnesysteem is de keuze van het zonnepaneel niet moeilijk. Je stemt de stroomproductie van het zonnepaneel af op het apparaat dat je wil opladen of van stroom voorzien. Zonnepanelen bereiken echter zelden hun maximale stroomproductie, dus je kiest best een zonnepaneel met een vermogen twee zo groot als het vermogen van het apparaat dat je wil aansluiten. Als je het ook bij bewolkt weer wil laten werken, moet je het paneel nog groter maken. Lichte bewolking heeft weinig effect op de energieproductie, maar zware bewolking kan de productie quasi stilleggen.

Een laptop die je rechtstreeks op een zonnepaneel laat draaien, heeft tijdens het opladen veel meer stroom nodig dan wanneer de batterij volledig is opgeladen (of wanneer deze zonder batterij werkt). Een zonnepaneel kan groot genoeg zijn om een laptop van stroom te voorzien, maar niet om diens batterij op te laden.

Met batterijen

De grootte van het zonnepaneel berekenen voor een PV-installatie met batterij is veel ingewikkelder. In dit geval komt er ook een extra uitdaging bij: het kiezen van het formaat van je batterij. Een zonne-energiesysteem met batterij heeft een groter paneel nodig om extra energie op te slaan voor de nacht en voor periodes van slecht weer. Je moet ook rekening houden met het lokale klimaat. In minder zonnige klimaten met grotere seizoensverschillen - zoals België en Nederland - heb je in de winter veel grotere panelen nodig om de accu’s op te laden. Bovendien bedragen de verliezen bij het laden en ontladen bij loodzuuraccu’s 20-30% en bij lithium-ionbatterijen ongeveer 10%.

Nachtelijke energieopslag

Bij het dimensioneren van een zonnepaneel voor een direct zonnesysteem moet je alleen maar naar het vermogen kijken.⁹ Bij een zonne-installatie met een batterij moet je ook berekenen hoeveel energie je nodig hebt. Het energieverbruik komt overeen met het vermogen vermenigvuldigd met de tijd. Wil je bijvoorbeeld na zonsondergang een verlichtingssysteem van 20 W nog 6 uur laten werken, dan heb je 6 uur x 20 watt vermogen = 120 wattuur energie nodig.

Energie (wattuur) = vermogen (watt) x tijd (uren)

Het juiste formaat vinden van de batterij en het zonnepaneel kan in eerste instantie lastig lijken. Om de grootte van de ene te berekenen, moet je immers de grootte van de andere weten, dus waar begin je? In het algemeen is het best om eerst te bepalen welk batterijformaat je nodig hebt. Als we ons aan bovenstaand voorbeeld houden, heb je een energieopslag nodig van 120 wattuur om de lampen 6 uur te laten branden.

Helaas mag je de batterijen niet volledig ontladen. Loodzuurbatterijen mogen niet onder de 50% van hun maximale capaciteit zakken, en lithium-ionbatterijen niet onder de 15%. Als je 120 wattuur opslagcapaciteit nodig hebt, heb je dus een loodzuuraccu van 240 wattuur nodig (of een lithium-ionbatterij van 138 wattuur). Ten tweede moet je rekening houden met de laad- en ontlaadverliezen, die minstens 20% (of 48 wattuur) aan het totaal toevoegen, wat neerkomt op een loodzuuraccu-opslagcapaciteit van 288 wattuur (10% voor lithium-ionbatterijen, 152 wattuur). Om het juiste formaat batterij te vinden, moet je deze waarde omrekenen naar ampère-uren, omdat de opslagcapaciteit van batterijen op die manier wordt gespecificeerd. Voor een loodzuuraccu van 12 V komt 288 wattuur overeen met een accuopslagcapaciteit van 24 Ampère-uur (Ah) (288/12=24).

Nu je de grootte van de accu kent, kan je het formaat van het zonnepaneel bepalen. Dat moet in ieder geval groot genoeg zijn om de accu bij helder weer op de kortste dag van het jaar volledig op te laden. Dat is een minimumvereiste omdat loodzuuraccu’s regelmatig volledig moeten worden opgeladen. Als je in een bewolkt klimaat woont, kan je het zonnepaneel beter zo groot maken dat de batterij ook bij matige bewolking volledig kan worden opgeladen. Als er overdag ook zonne-energie wordt verbruikt, moet je daar ook rekening mee houden en wordt de totale zonnepaneeloppervlakte opnieuw groter.

In het geval van loodzuurbatterijen begint de berekening met een waarde van slechts de helft van de batterijcapaciteit. Je ontlaadt de batterij immers nooit onder 50%, dus het zonnepaneel moet slechts 50% (of minder) van de opslagcapaciteit bijladen. Een batterij van 288 wattuur volledig opladen vraagt dus 144 wattuur stroom van het zonnepaneel.

Vervolgens begin je met een willekeurig formaat zonnepaneel en zie je wat dat geeft. In bovenstaand voorbeeld zal een zonnepaneel van 50 watt dat op halve kracht werkt (25 W) in minder dan 6 uur 144 Wh opleveren, wat genoeg is om een batterij volledig op te laden in de regio waar ik woon (Barcelona). Een paneel van 20 W dat op halve kracht draait, zou daarentegen 14,4 uren nodig hebben voor het hetzelfde resultaat. Dat is dus te klein, want zelfs in juni is de dag nooit zo lang.

Energieopslag bij slecht weer

Bovenstaande batterij-opslag is slechts voldoende om de nacht door te komen bij optimaal weer. Maar ze zal de lichten ’s avonds niet aan kunnen houden als het weer overdag tegenwerkt. Om dat op te lossen, vergroot je oftewel de batterij-opslag oftewel de oppervlakte van je zonnepaneel.

De meest efficiënte optie is om meer of grotere zonnepanelen te installeren en de batterij-opslag ongewijzigd te laten. Zonnepanelen zijn namelijk veel goedkoper en minder energie-intensief dan batterijen. Omdat het zonnepaneel groter is, zal de batterij ook onder een wolkenpak volledig opladen. Je hebt dan natuurlijk voldoende ruimte nodig voor grotere (of extra) zonnepanelen, wat niet altijd het geval is.

Wil je energiezekerheid vinden met een uitgebreider batterijsysteem, dan vermenigvuldig je de vereiste batterijcapaciteit met het aantal slecht-weer-dagen waarin je stroom nodig hebt. Heb je bijvoorbeeld een 24 Ah batterij nodig om de lichten een avond te laten branden, dan heb je een 3 x 24 Ah = 72 Ah batterij nodig om drie dagen zonder zonnestroom te compenseren.

Dit is een worst-case scenario en in plaats van opslagcapaciteit toe te voegen, kan je op die momenten ook je energieverbruik verlagen door minder lichten te gebruiken of door ze minder lang te gebruiken. De grootte van je batterij is altijd een compromis tussen energiezekerheid aan de ene kant en kosten (geld en energie) aan de andere kant. Je moet dus bereid zijn om op bepaalde dagen je energievraag aan te passen.¹⁰ Alleen fossiele brandstoffen bieden 100% energiezekerheid, tot ze op zijn natuurlijk.

Nadat je beslist hebt hoeveel extra batterijcapaciteit je nodig hebt, moet je het oppervlak van je zonnepanelen naar verhouding vergroten. Al die batterijen moeten immers opgeladen worden. Bereken zoals hierboven.

Online software

Ik heb al mijn kleinschalige zonne-installaties opgemeten door snelle berekeningen zoals hierboven en door te experimenteren. Maar je kan ook online rekensoftware gebruiken, zoals deze. Na het kiezen van het systeem (“off-grid”) en de lengtegraad, voer je de gegevens in van het geïnstalleerde PV piekvermogen (in Wp), batterijcapaciteit (in Wh), ondergrens waarbij batterij wordt afgekoppeld (in %), energieverbruik (in Wh), de hellingshoek (in graden) en azimut (in graden, de positie van het PV-paneel ten opzichte van de richting pal zuid). Als resultaat krijg je de gemiddelde dagelijkse energieproductie voor alle maanden van het jaar. Je kan dan spelen met de verschillende variabelen om te weten te komen wat je minimaal nodig hebt aan energieproductie en -opslag.

Andere onderdelen kiezen: laadregelaars, DC-DC-omzetters, kabels, connectoren & zekeringen

Eens je het paneel en - indien nodig - de batterij hebt gekozen, kan je alle andere onderdelen kiezen: laadregelaars, DC-DC-omzetters, kabels, connectoren, zekeringen en schakelaars. In dit geval gaat ‘grootte’ of ‘formaat’ niet zozeer over de werkelijke grootte, maar wel over de hoeveelheid vermogen (voltage en stroom) dat een component aan kan.

Laadregelaars en DC-DC-omzetters

Zowel laadregelaars (voor zonne-energiesystemen op batterijen) als DC-DC-omzetters (voor directe zonne-energiesystemen) moeten compatibel zijn met het voltage dat het zonnepaneel produceert. Gebruik je een zonnepaneel van 12V en een batterij van 12V, dan moet je laadregelaar ook op 12V werken. Gebruik je geen batterij voor je 12V zonnepaneel, dan heb je voor de DC-DC-omzetter een input nodig die overeenstemt met de voltage output van je zonnepaneel (19-20V in volle zon).

Produceert je zonnepaneel 3A stroom, dan heb je een DC-DC-omzetter of een laadregelaar nodig die minstens 3A stroom verdraagt.

Net zo belangrijk is dat beide componenten de hoeveelheid stroom (A) verdragen en daarvoor moet je weten hoeveel stroom je zonnepaneel produceert. Die informatie vindt je op de achterzijde van je paneel (of je meet het met een multimeter). Produceert je zonnepaneel bijvoorbeeld 3A stroom, dan heb je een DC-DC-omzetter of laadregelaar nodig die minstens 3A stroom verdraagt. Met twee van deze panelen parallel geschakeld, moeten je onderdelen 6A stroom aankunnen. De goedkoopste DC-DC-omzetters kunnen slechts 2 tot 5A aan en de goedkoopste zonnelaadregelaars maximum 5A. De prijs van beide componenten stijgt snel al naargelang hun stroomcapaciteit verhoogt.

Kabels

Elektrische bedrading is te koop in vele diameters. Zorg ervoor dat de kabels dik genoeg zijn voor de stroom die erdoor moet vloeien om een elektrische brand te vermijden. Elektrische laagspanningssystemen hebben kabels met een grotere diameter nodig dan hoogspanningssystemen, omdat er meer stroom doorheen vloeit. Het maken van de juiste keuze kan verwarrend zijn want er zijn verschillende standaarden, en geen enkele ervan is gemakkelijk te begrijpen.

De makkelijkste oplossing is om alle componenten te bedraden met een kabel met relatief grote diameter, zoals 20AWG (maximaal 11A) of 18AWG (max 16A). Kiezen voor een dikkere kabel bespaart kosten en werk als je je zonnesysteem later wil uitbreiden. Het enige nadeel van de dikkere kabel is dat deze duurder is. Een goedkope oplossing is om oude elektrische kabels te gebruiken van afgedankte toestellen. Je kan ze open snijden om de positieve en negatieve draad te ontbloten.

Zekeringen

De zekering is een essentieel veiligheidsonderdeel dat de elektrische stroom in het circuit onderbreekt als er iets fout gaat. Je kan een zonne-installatie bouwen zonder zekeringen, maar dan riskeer je een elektrische brand of schade aan onderdelen bij kortsluiting. Een zekering moet een maximum stroomcapaciteit hebben die net iets hoger ligt dan de piekstroom in je systeem. Bij kortsluiting stijgt de stroom en brandt de zekering door. Eens je het probleem hebt opgelost, kan je de zekering vervangen.

Een zekering moet een maximum stroomcapaciteit hebben die net iets hoger ligt dan de piekstroom in je systeem.

Als de maximale stroom in het systeem 5A is, zorg dan voor een zekering van 6A of 7A. Het zonnepaneel en de accu bepalen de maximale stroomproductie van het systeem. Maar let op: in een zonnesysteem op batterijen kan de stroom tussen de batterij en de elektrische belasting een stuk hoger liggen dan tussen het zonnepaneel en de batterij. Dit gebeurt wanneer je een toestel met hoog stroomverbruik aan je batterij verbindt (met of zonder de laadregelaar ertussen). In dat geval heb je dikkere kabels en zwaardere zekeringen nodig tussen de batterij en het apparaat dat je aandrijft.

Een zekering moet zo dicht mogelijk bij de energiebron liggen (het zonnepaneel of de batterij). Extra zekeringen kunnen ook toestellen beschermen tegen problemen met DC-DC-omzetters. Er zijn twee soorten zekeringen: de ouderwetse, die bestaat uit een kleine, glazen tube in een zekeringhouder, of de nieuwere soort: plastic kaartjes die iets makkelijker te vervangen zijn. Een stroomonderbreker kan een alternatief zijn voor een zekering.

Afbeelding: Twee soorten zekeringen en zekeringhouders. Foto door Kris De Decker

Connectoren

Je hebt connectoren nodig om twee kabels te verbinden, bijvoorbeeld wanneer je een zekering aan je circuit toevoegt. Er zijn verschillende soorten. Soms moet je kabels in een connector schroeven, andere plugs werken zonder schroevendraaier. Je kunt de draden ook aan elkaar solderen.¹¹ Connectoren hebben vaak een maximale stroomcapaciteit van 10A of 20A, waardoor ze geschikt zijn voor de meeste kleinschalige zonne-energiesystemen.

Afbeelding: Verschillende soorten connectoren. Foto door Kris De Decker.

Schakelaars

Schakelaars zorgen ervoor dat je je elektrisch circuit kan openen en sluiten. Ze zijn handig wanneer je stroom splitst om die naar bepaalde toestellen te sturen (maar niet naar anderen). Een eenvoudige schakelaar heeft één ingang een één uitgang (’enkelpolige’ schakelaar). Deze wordt, net als een zekering, in de positieve draad geplaatst. Aan-uitschakelaars die oplichten wanneer ze actief zijn, zijn iets ingewikkelder om aan te sluiten.¹²

Afbeelding: Verschillende soorten schakelaars. Foto door Kris De Decker.

Hoe bouw je een draagstructuur?

Het is verstandig je zonnepaneel op een draagstructuur te bevestigen. Dat maakt het gebruiksvriendelijker en biedt bescherming aan een object dat 30 jaar of meer moet meegaan. Commercieel beschikbare structuren voor zonnepanelen zijn vaak duurder dan de panelen zelf. Dat is een eerste reden om er zelf een te bouwen. Een andere reden is dat het je toelaat om de structuur volledig op maat te maken van een specifieke plek.

Er zijn veel manieren om een draagstructuur te bouwen, zowel voor stationair als mobiel gebruik. Ik beschrijf hieronder hoe ik mijn eigen systemen heb gemaakt, meestal op basis van afvalhout en metalen houtverbindingen. Je kan zonnepanelen ook bevestigen aan bestaande structuren, zoals een schildersezel, een oud bedframe of wat je ook maar kan vinden.

Hoe bevestig je het paneel aan de structuur?

Ik gebruik twee methodes om zonnepanelen aan dragers te bevestigen. Voor de eerste methode zoek ik stukken hout die ongeveer dezelfde dikte hebben als het paneel, schuif ze in het aluminiumkader en schroef ze vast in de vier voorgemaakte gaten (kleinere panelen hebben slechts 2 gaten). Idealiter past een houten stuk onder twee van die openingen, maar met vier aparte stukjes hout lukt het ook.

Vervolgens verbind je deze houten stukken met twee andere houten stukken die je gekruist over de eerste legt. Het zonnepaneel zit nu stevig vast op een houtstructuur. Plaats voldoende hout onder het zonnepaneel waar je de scharnieren gaat bevestigen (zie verder) die het zonnepaneel aan het onderste deel van de constructie bevestigen en waarmee je het in verschillende kantelhoeken kunt instellen.

Afbeelding: twee zonnepaneelconstructies met vaste hoek op het balkon. Foto door Kris De Decker.

Wees voorzichtig: zonnepanelen zijn delicaat. Wanneer je hout in het aluminium van het zonnepaneel bevestigt, moet je oppassen dat je schroef niet te lang is en het zonnepaneel doorboort. Zelfs het kleinste gaatje kan ervoor zorgen dat het paneel nooit meer werkt. Pas ook op dat er niets op je werkblad ligt wanneer je de voorzijde van het paneel neerlegt op een oppervlak, bijvoorbeeld om de houtstructuur achteraan te bevestigen. Als je te veel druk uitoefent en er ligt bijvoorbeeld een schroef onder je paneel, maak je het glas kapot.

Een andere methode is het bouwen van een kader rond het paneel, alsof het een schilderij is. De achterkant van het kader is een dunne houten plaat, aan elke zijde net iets groter dan het zonnepaneel. Je maakt een gat in het midden van de plaat om er de kabels door te trekken en aan de zijkant van het plakkaat bevestig je houten latjes, zodat het zonnepaneel ertussen past. Als laatste bevestig je kleine metalen of houten stukjes aan de voorzijde die ervoor zorgen dat het paneel op zijn plaats blijft. Vervolgens kan je een scharnier toevoegen en de bovenstructuur verbinden met een lagere draagstructuur.

Afbeelding: Een zonnepaneel op een oude IKEA lampenstandaard. Foto door Marie Verdeil

Afbeelding: Een zonnepaneel bevestigd aan een schildersezel. Foto door Marie Verdeil.

Hoe verstel je de kantelhoek en de rotatie van het paneel?

Omdat de stand en oriëntatie van de zon gedurende de dag en het jaar variëren, maakt een zonnepaneel met een vaste positie geen optimaal gebruik van zonne-energie. Het zal alleen zijn maximale capaciteit genereren als de zonnestralen loodrecht op het paneel vallen.

De meest gebruikte systemen hebben zonnepanelen met een vaste hoek en richting. Kleinschalige zonnesystemen werken prima zo. Maar in tegenstelling tot zonnepanelen op daken, zijn kleine panelen meestal binnen handbereik en kan je een manueel mechanisme toevoegen zodat hun hoek en misschien zelfs hun oriëntatie tegenover de zon kan variëren. Je zou de hellingsgraad dan elk seizoen kunnen aanpassen, terwijl je het zonnepaneel een aantal keer per dag naar de zon draait. Dat kan allemaal automatisch, met elektronica, of manueel. Het manueel aanpassen van hellingshoek en oriëntatie is vooral handig bij het gebruik van directe zonnestroom, omdat je dan meestal aanwezig bent.

Het toevoegen van beide mechanismen bemoeilijkt het ontwerp van de draagstructuur. Meestal is een structuur met een variabele hellingshoek voldoende. Panelen in een bijna verticale positie kantelen is de sleutel voor voldoende zonne-energie in de winter, wanneer energietekorten het meest waarschijnlijk zijn.

Afbeelding: Dit paneel kan kantelen en om de as draaien. Foto door Marie Verdeil.

De ideale hellingshoek van een zonnepaneel hangt af van het seizoen en de locatie. Dat kan je snel berekenen met online tools. Bijvoorbeeld in Brussel varieert de optimale hellingsgraad tussen 16 graden (verticaal vertrekpunt) in december en 62 graden in juni. Een vaste hoek van 50 graden is dan een compromis tussen winter en zomer.

Waar zet je het zonnepaneel?

Kleinschalige zonne-energiesystemen kunnen mobiel zijn of een vast plaats hebben. Je kan ze op vensterbanken, balkons, terrassen en binnenplaatsen installeren. Je kan ze in een rugzak stoppen en meenemen. Ze kunnen ook binnen staan, dicht bij een raam. Zo heb ik een paneel op mijn bureau voor het raam. Het is verbonden aan een batterij, laadregelaar en een ingebouwd lampje. Het werkt goed in de winter wanneer de zon laag aan de hemel staat en zonlicht diep in de kamer doordringt. Binnenskamers zonne-energie verzamelen is misschien niet het meest efficiënt, maar de structuur moet niet bestand zijn tegen wind en regen.

Hoe zet je de zonnepanelen op een veilige manier vast?

Het zonnepaneel mag uiteraard niet van de vensterbank of het balkon vallen. Bouw dus een stevige structuur, die bestand is tegen een storm. Ik heb mijn draagstructuren tussen het raamkader en een metalen houder voor plantenbakken geperst. Zonder deze houder zou ik de zonnepanelen waarschijnlijk nooit hebben durven installeren op de smalle vensterbanken. Je kan de basis van een draagstructuur ook verzwaren met stenen en ‘dode’ loodzuurbatterijen, zodat de wind er geen vat op heeft.

Zonnepanelen op balkons hebben minder kans om naar beneden te vallen. Toch is het belangrijk ze voldoende te verzwaren of vast te maken want zonnepanelen zijn goede windvangers. Ik heb twee grote structuren gebouwd, een voor een 30W zonnepaneel (die deze website van stroom voorziet) en een voor twee panelen van 50W, die energie leveren voor de woonkamer. De kleinere structuur is eveneens plantenbakhouder, en de grotere doet ook dienst als opslagkist vol spullen. Al mijn zonnepanelen - op de vierde verdieping van het gebouw - hebben intussen verschillende stormen doorstaan zonder schade.

Afbeelding: Twee kleinschalige zonnesystemen (100 watt en 30 watt) op het balkon. Foto door Kris De Decker.

Afbeelding: Een draagstructuur voor een 30W zonnepaneel met daarin een plantenbak. Foto door Kris De Decker.

Afbeelding: drie 10W zonnepanelen op een vensterbank. Foto door Kris De Decker.

Stroom splitsen en verschillende toestellen simultaan aandrijven

Wanneer je een zonne-energiesysteem hebt gebouwd, kan je er elektrische apparaten op aansluiten. Als de zonne-installatie slechts één doel heeft, sluit dan het elektrische apparaat aan op de zonnelaadregelaar, de DC-DC-omzetter of het zonnepaneel. Misschien wil je ook een schakelaar om het systeem aan en uit te zetten.

Maar misschien wil je ook een flexibeler systeem, waarbij je de stroom kan verdelen over verschillende toestellen om die tegelijkertijd of afwisselend te gebruiken. Dat is eenvoudig als alle toestellen op hetzelfde voltage draaien. Je hebt alleen een connector nodig met twee ingangen (een plus en een min) aan de ene kant en verschillende uitgangen aan de andere kant. Je kan eventueel nog een aan-uitknop toevoegen per circuit in plaats van (of bovenop) een schakelaar voor het hele systeem. Wil je toestellen gebruiken met verschillende voltages, dan moet je de stroom splitsen via verschillende DC-DC-omzetters naar de afzonderlijke stroomcircuits.

Het splitsen van stroom werkt voor directe zonne-installaties en voor zonne-energiesystemen met een batterij. Maar je bouwt ze een beetje anders. Wanneer je een accu en een laadregelaar gebruikt, is de uitgangsspanning een stabiele 12V of 24V. Als al je apparaten op 12V of 24V werken, kan je de stroom verdelen zonder een DC-DC-omzetter. Als je er ook een circuit in wil zetten dat een andere spanning nodig heeft (bijvoorbeeld 5V voor het opladen van USB-apparaten), kan je een DC-DC-converter gebruiken met een stabiele ingangsspanning (12V/24V) en een uitgangsspanning van 5V.

Gebruik je een zonnepaneel rechtstreeks, dan is de uitgangsspanning afhankelijk van de zonneomstandigheden. Bovendien is ze vaak hoger dan wat de apparaten nodig hebben. Als alle apparaten op dezelfde spanning werken, bijvoorbeeld 12V, installeer je een DC-DC-omzetter die een variabele ingangsspanning accepteert en de gevraagde uitgangsspanning produceert. Daarna splits je de stroom. Als de apparaten op verschillende spanningen werken, moet je de stroom eerst splitsen en vervolgens in elk circuit een DC-DC-converter plaatsen. Verdeel de stroom opnieuw als je een tweede uitgang wil met dezelfde uitgangsspanning.

Afbeelding: het splitsen van de stroom van een zonnesysteem met batterijopslag. 1. Zekering. 2. Buck-converter (12V naar 5V USB). 3. Boostconverter (12V naar 24V). 4. Omvormer (12V naar 110/220V). Illustratie door Marie Verdeil.

Afbeelding: het splitsen van de stroom van een zonnesysteem zonder batterijopslag. 1. Buck-converter (20V naar 5V). 2. Boostconverter (20V naar 24V). 3. Buck-converter (20V naar 12V). 4. Omvormer (12V naar 110/220V). Illustratie door Marie Verdeil.

Als je zonne-energiesysteem een accu en laadregelaar heeft en alle aangesloten apparaten op dezelfde spanning werken, kan je ook typische 12V/24V-stekkers gebruiken. Je plugt ze in en uit afhankelijk van het apparaat dat je wil gebruiken. Als je meerdere stopcontacten hebt, kan je meerdere apparaten tegelijkertijd gebruiken.

Hoe voeg je meetinstrumenten toe?

Een zonne-installatie werkt perfect zonder meetinstrumenten, maar ze zijn handig om je systeem te begrijpen en te onderhouden. Ze helpen je ook de energie-efficiëntie te optimaliseren.

Accuspanningsmeter

Als je zonnesysteem met batterijen werkt, voeg dan een spanningsmeter (V) toe. Hoewel de meeste laadregelaars het voltage van de batterij tonen, moet je meestal op een knopje duwen om het te kunnen aflezen. Als je daarentegen een digitale spanningsmeter rechtstreeks aan de accu verbindt, weet je in een oogopslag wat de staat van de batterij is. Digitale spanningsmeters kunnen erg fel zijn, dus als je ze ’s nachts wil kunnen uitzetten, voeg dan een schakelaar toe.

Een accuspanningsmeter aflezen vraagt wat oefening. In principe mag het voltage nooit onder 12V zakken (24V in het geval van een 24V accu), maar de exacte opslagcapaciteit wordt pas weergegeven als er geen actieve stroomtoevoer is (het zonnepaneel werkt niet) en er geen elektrische belasting is (er is geen toestel aangesloten). Als je van de batterijmeter in deze situatie 12V afleest, laat je de batterij best niet verder ontladen om vroegtijdige veroudering te voorkomen. Lees je 12,9 of 13V, dan is de batterij volledig opgeladen. Naarmate de batterij verouderd, daalt die laatste waarde langzaamaan (12,6V is een typische waarde voor een volledig opgeladen oudere batterij).

Als je een elektrisch apparaat aanzet, daalt het voltage en geeft het niet langer de batterij-opslag weer. Als het zonnepaneel actief is, stijgt het voltage en komt dat ook niet meer overeen met het laadvermogen van de batterij.

In volle zon zal de batterij snel meer dan 13V meten. Sluit je ’s nachts een energievretend toestel aan de zonnelaadregelaar aan, dan kan het voltage van de batterij onder 12V zakken. Maar in beide gevallen kan de batterijopslagcapaciteit hetzelfde zijn, bijvoorbeeld 12,4V. Om de werkelijke opslagcapaciteit te weten, moet je het voltage dus ’s nachts nakijken zonder aangesloten toestellen. Het kan even duren voordat het voltage stabiliseert, dus neem je tijd om een exacte meting te maken.

Dat klinkt allemaal omslachtig, maar eens je je systeem leert kennen, kan je de opslagcapaciteit vaak meteen inschatten, ook als de batterij aan het op- of ontladen is. Als ik bijvoorbeeld de lichten aandoe in mijn bureau, dan daalt de batterijvoltage van 12,9 naar ongeveer 12,1V. Na een paar uur gebruik, is het voltage gedaald naar 11,7 of 11,8V. Maar als ik de lichten aan het einde van de avond weer uitdoe, stijgt de waarde terug naar 12,5 of 12,6V. Als de batterij overdag oplaadt, geeft de spanningswaarde de laadstatus aan. Wanneer de spanning bijvoorbeeld herhaaldelijk op en neer gaat (tussen ongeveer 13 en 15V), is de batterij volledig opgeladen.

Watt-, spannings-, en stroommeters

Andere praktische instrumenten zijn watt-, spannings- en stroommeters. Je kan ze tussen het zonnepaneel en de laadregelaar zetten, of tussen de laadregelaar en de elektrische belasting. In het eerste geval meten ze de stroom die het zonnepaneel produceert. In het andere geval meten ze de stroom die de elektrische toestellen verbruiken. De meeste zonnelaadregelaars nemen deze metingen op in hun menu, maar de navigatie is vaak omslachtig.

In een direct aangedreven zonnesysteem zonder DC-DC-omzetter zal het stroomverbruik van de elektrische belasting altijd gelijk zijn aan de stroomproductie van het zonnepaneel. Daarom volstaat één meetinstrument. Wanneer je daarentegen een DC-DC-converter gebruikt, kan je er een meetapparaat voor en achter plaatsen. Deze gegevens zullen de energieverliezen van de omzetter tonen.

Meetinstrumenten kunnen digitaal of analoog zijn. Ik kies voor digitale meters op de batterij omdat ze vanop een afstand zichtbaar zijn. V&A-meters die fluctuerende waarden weergeven, kunnen beide zijn. Wattmeters zijn lastig te vinden in de analoge versie.

Bedrading

Spanningsmeters worden parallel geschakeld. Zo verbind je bijvoorbeeld de positieve en negatieve draad van een voltmeter met de positieve en negatieve aansluitingen van een batterij. Digitale wattmeters hebben twee inkomende kabels en twee uitgaande kabels. Stroommeters zijn iets complexer, zie daarvoor de illustratie onderaan.

Afbeelding: hoe een analoge spannings- en stroommeter aan te sluiten. Illustratie door Marie Verdeil

Afbeelding: Analoge spannings- en stroommeter (max 1A). Foto door Kris De Decker

De meeste mensen kunnen beter overweg met watt dan met spanning en stroom. Maar al is een wattmeter een zinvolle toevoeging aan je zonne-installatie, het zijn de spanning- en stroommeters die je belangrijke informatie bieden als je op problemen botst. Een spanningsmeter is handig om controles uit te voeren, zeker in directe zonnestroomsystemen wanneer je bijvoorbeeld wil weten of een DC-DC-omzetter de juiste hoeveelheid spanning uitstuurt of als je wil weten hoeveel spanning je zonnepaneel produceert.

Stroommeters helpen je ook de energie-efficiëntie te optimaliseren. In een zonnesysteem op batterijen kan je met stroommeters aan beide zijden van de laadregelaar profiteren van zoveel mogelijk overtollige zonne-energie. Is de batterij bijna helemaal opgeladen, zal het zonnepaneel niet meer op volle kracht energie produceren en zal je de stroommeter zien dalen. Dat betekent dat je zonne-energie verspilt. Sluit je op dat moment een toestel aan op je systeem (of zet je een schakelaar aan in een van je circuits), dan zal je de stroommeter van zowel de elektrische belasting als van het zonnepaneel de hoogte in zien gaan. Als je vervolgens de limiet bereikt, gebruik je op dat moment alle stroom die het paneel produceert. Zo kan je een laptop opladen of elektrisch gereedschap gebruiken met energie die anders verloren zou gaan.

Controlepaneel en stopcontacten

Als je aan-uitschakelaars en meetinstrumenten toevoegt, is het handig om deze componenten op een controlepaneel te monteren.

Bekabel het hele systeem eerst zonder controlepaneel, zodat je zeker bent dat alles werkt. Haal het daarna weer uit elkaar. Meet dan alle onderdelen op en maak een schets voor je controlepaneel. Kies daarna je materiaal (karton, hout, metaal, plastic), maak alle gaten voor de schakelaars en de meetinstrumenten en plaats je onderdelen erin. Je kan nu alles opnieuw bedraden en een doos bouwen rondom het controlepaneel. DC-DC-omzetters kunnen achterin het paneel bevestigd worden, tenzij je de uitgangsspanning regelmatig wil aanpassen. Als je meetinstrumenten en schakelaars hebt, kan ook de laadregelaar naar achteren verdwijnen. Maar zorg ervoor dat je paneel makkelijk te openen is voor onderhoud, herstellingen en aanpassingen.

Denk ook aan je stroomuitvoer. Waar wil je je toestellen kunnen inpluggen, en wat voor connectoren ga je gebruiken? De 12V-tegenhanger van het stopcontact (de zogenaamde sigarettenaansteker-stekker) is het meest voorkomende type, maar er zijn alternatieven. Je kan ook apparaten aansluiten door de draden in een klemmenblok te schroeven of ze rechtstreeks op de stroomuitgang te solderen. Dat kan handig zijn voor een ledstrip, bijvoorbeeld. Uiteraard heb je dan een aan-uitschakelaar nodig om de verlichting uit te zetten.

Het grootste nadeel van laagspanningsstroom is het relatief hoge energieverlies tijdens de elektriciteitsoverdracht, vooral voor krachtige apparaten. Daarom horen de stopcontacten zo dicht mogelijk bij de rest van de zonne-installatie te liggen. Installeer daarom best meerdere, afzonderlijke systemen in plaats van een gecentraliseerde installatie met vele meters distributiekabels. Kies dikkere elektrische draden als je laagspanningsstroom over langere afstanden wil verdelen.³

Afbeelding: Het bedieningspaneel voor de fietsgenerator [die ik samen met Marie Verdeil in 2022 bouwde](https://qelnixcor.cloud/2022/03/how-to-build-a-practical-household-bike-generator/) kan ook met zonnepanelen werken. Hiermee kunnen zonnepanelen een apparaat rechtstreeks van stroom voorzien of een loodzuuraccu opladen, afhankelijk van welke circuits je inschakelt. Het enige onderdeel dat verandert (en dat niet in het bedieningspaneel zelf zit) is de laadregelaar. De fietsgenerator heeft een windregelaar in plaats van een zonnelaadcontroller.

Afbeelding: Een bedieningspaneel bestaande uit losse modules. Van links naar rechts: multimeter, aan-uitschakelaar, DC-DC-converters, dimmer.

Afbeelding: een op maat gemaakte zonnelaadregelaar voor een modeltrein op directe zonne-energie. Ze heeft een spanningsregelaar in plaats van een DC-DC-omzetter. Een DC-DC-omzetter reduceert de uitgangsspanning tot een vooraf ingestelde waarde die geen verband houdt met de ingangsspanning. Een spanningsregelaar daarentegen verlaagt de uitgangsspanning in relatie tot de ingangsspanning. Foto door Marie Verdeil.

Waar vind je apparaten die werken op gelijkstroom?

Het weglaten van een omvormer impliceert het gebruik van apparaten die op laagspanning en op gelijkstroom werken. Dat is niet zo ingewikkeld als het klinkt. Allereerst werken veel apparaten intern al op laagspanningsstroom: alle USB-apparaten, ledverlichting, andere elektronica en draadloze elektrische gereedschappen. Elk apparaat met een adapter – de tegenhanger van de omvormer – kan rechtstreeks op een laagspanningsnetwerk worden aangesloten simpelweg door het netsnoer te vervangen of aan te passen. Je kan bijvoorbeeld een laptop op laagspanning laten werken als je de standaardadapter vervangt door een 12V adapter voor in de auto.¹³ In de meeste situaties is het dus niet nodig om apparaten aan te passen.

In andere gevallen vergt het aanpassen van een apparaat op 12V/24V meer werk en kennis. Sommige toestellen – zoals digitale tv’s en LED-armaturen – hebben een AC/DC-adapter binnenin, waardoor je ze moet openen en componenten moet verwijderen. Of misschien moet je een AC-motor vervangen door een DC-motor. Het aanpassen en maken van laagspanningsapparaten is een te breed onderwerp om in deze handleiding in detail te bespreken. In toekomstige handleidingen zal Low-tech Magazine daar dieper op ingaan. Marie Verdeil heeft bijvoorbeeld een industriële ventilator omgebouwd om op 1V tot 24V te werken en tot 250 watt koelvermogen te leveren. Hij kan rechtstreeks door een zonnepaneel aangedreven worden (zie video) of via een batterij.

Afbeelding: AC-ventilator omgebouwd tot DC-ventilator. Foto door Marie Verdeil.

Afbeelding: AC-ventilator gedemonteerd. Foto door Marie Verdeil.

Afbeelding: DC-motor ter vervanging van een AC-motor. Foto door Marie Verdeil.

Afbeelding: Een boormachine die is omgebouwd om op laagspanningsgelijkstroom te werken. Foto: Marie Verdeil.

Tenslotte kan je een ruim assortiment aan commerciële 12V of 24V toestellen kopen die ontworpen zijn voor gebruik in auto’s, vrachtwagens, zeilboten en kampeerwagens. Dat gaat van een ventilator tot een waterkoker of koelkast. Helaas zijn deze toestellen vaak redelijk duur en niet altijd van goede kwaliteit. Ze zijn ook gemaakt om in erg kleine ruimtes te gebruiken en zijn dus meestal te compact om handig te zijn in ’normale’ huishoudsituaties. Over het algemeen is het beter om een al bestaand apparaat om te vormen of gewoon een nieuw toestel te bouwen.

zie https://www.allaboutcircuits.com/textbook/direct-current/chpt-3/ohms-law-again/ ↩︎
zie https://qelnixcor.cloud/2016/04/slow-electricity-the-return-of-dc-power/ ↩︎ ↩︎
zie https://qelnixcor.cloud/2016/05/how-to-get-your-apartment-off-the-grid/ ↩︎ ↩︎
zie https://qelnixcor.cloud/2015/05/how-sustainable-is-stored-sunlight/ ↩︎
zie https://qelnixcor.cloud/nl/2023/08/direct-solar-power-off-grid-without-batteries/ ↩︎
zie Solar Electric Cooking, Pete Schwartz, Cal Poly Physics. Bekijk ook deze PowerPoint van dezelfde auteur. Zie ook: Insulated Solar Electric Cooker with Solid Thermal Storage, Andrew McCombs et al., 2022. Bekijk ook deze video. ↩︎
zie https://qelnixcor.cloud/2015/04/how-sustainable-is-pv-solar-power/ ↩︎
zie https://libre.solar. Zie ook: “Do it yourself 12 volt solar power”, by Michel Daniek, Permanent Publications, Third Edition 2015. ↩︎
Tenzij je andere vormen van energieopslag gebruikt, zoals het geval is bij koelkasten en kooktoestellen op directe zonne-energie. ↩︎
https://qelnixcor.cloud/nl/2018/12/keeping-some-of-the-lights-on-redefining-energy-security/ ↩︎
zie https://www.wikihow.com/Solder-Wires-Together ↩︎
zie https://qelnixcor.cloud/2022/03/how-to-build-a-practical-household-bike-generator/images/Wiring-on-off-switch2_hu619c03e126fba9507b966073be9e16b5_65316_800x800_fit_q90_h2_box_3.webp ↩︎
Je kan nog verder gaan en de uitgangsspanning van de DC-DC-converter instellen op de exacte spanning die de laptop nodig heeft. Dan kan je de auto-adapter achterwege laten. ↩︎