Thuisbatterij, thuisaccu, simpelweg batterij of thuisopslag: we weten nog niet zo goed hoe we een thuisbatterij – we kiezen er hier maar 1! - moeten noemen. Dat is niet gek, in Nederland zie je nog nergens thuisbatterijen. Toen wij in 2014 begonnen met zonnepanelen, wisten we ook nog niet zo goed hoe we die dingen moesten noemen. Zijn het nu PV-panelen? Fotovoltaïsche panelen? Solarpanelen? Het is dus ook niet raar dat we nog niet weten hoe we een thuisbatterij moeten noemen.
Thuisbatterijen in Nederland zijn nog volstrekt onrendabel. We gebruiken hier het stroomnet als een soort collectieve batterij. Uiteraard is het net geen batterij en het net heeft ook geen opslagfuncties. Als er te veel stroom op het net is, moet dat worden geloosd. Wij hebben in Nederland desondanks salderen. Een reliek uit een andere tijd waar we niet vanaf willen/kunnen komen, ook al is het helemaal niet goed voor het stroomnet. Salderen houdt in dat elke kWh die je opwekt (binnen je eigen verbruik) kan worden omgeruild tegen een kWh die je later weer nodig hebt. Dat kan dus ook van de zomer – als de productie hoog is - tot de wintermaanden – als er nauwelijks productie is.
Op den duur gaat dit prachtige systeem op de schop. Salderen wordt langzaam afgebouwd tot een 0 tarief voor elke teruggeleverde kWh. Ergens op de lijn in de geleidelijke afbouw van de tariefprijs, zal het interessant gaan worden voor mensen om een thuisbatterij te plaatsen. Daarbij rekent de overheid ook op een daling van de prijs voor thuisbatterijen. Dat is wel optimistisch, maar hier niet een relevante discussie.
Wij krijgen zoveel vragen over thuisbatterijen, dat ook al zijn ze nu nog niet aan de orde, we toch besloten hebben er al een artikel over te schrijven. Er zijn nu eenmaal wat belangrijke overwegingen die nu al gedaan zouden moeten worden om goed voorbereid te zijn op de toekomst. Daarbuiten is dit op technisch vlak ook echt een boeiend thema voor onze klanten: het onderwerp staat in de belangstelling. Er wordt zoveel gezegd en gesproken over dit thema, dat het ook wel eens goed is de diepte in te duiken en de lijnen van het speelveld uit te zetten.
In dit artikel behandelen wij het onderwerp thuisbatterijen zoals deze worden toegepast in relatie tot zonne-energie. Achtereenvolgens komen we daarmee tot de volgende onderwerpen:
Praktische zaken bij het plaatsen van een thuisbatterij
Hier willen wij even kort een lens aanbieden waardoor het thuisbatterij onderwerp moet worden bekeken. Sommige dingen zijn heel logisch als je erover nadenkt, maar worden in het enthousiasme over het onderwerp toch snel vergeten.
Het buitenland
In het buitenland wordt al volop gebruik gemaakt van thuisbatterijen. Salderen zoals wij hier hebben, bestaat bij onze kennis nergens anders. In andere landen meer opwekken dan je zelf op dat moment gebruikt is in het beste geval verspilde elektra, en in het slechtste geval moet je voorzieningen treffen of betalen om het weg te sluizen. Thuisbatterijen slaan het overtollig geproduceerde stroom op. Zodra de zonnepanelen niet meer genoeg produceren om het huis van voldoende stroom te voorzien, voedt de thuisbatterij de opgewekte stroom terug.
Er zijn in het buitenland ook scenario’s waarbij er andere tarieven gelden op verschillende momenten van de dag. Een thuisbatterij kan op moment dat de stroomprijs relatief laag is de thuisbatterij vullen vanaf het net. In de business case van zonnepanelen is dit niet heel relevant. Prijzen dalen doorgaans ’s avonds laat of ’s nachts en daar heb je juist al de stroom van overdag voor opgeslagen in je thuisbatterij.
De reden dat wij hier bespreken hoe het in het buitenland gaat, heeft maar 1 reden: de toekomst zal volgens ons meer lijken op de huidige situatie bij onze buurlanden, dan op de situatie in Nederland van de afgelopen paar jaar.
Zomermaanden/wintermaanden
Voor de zekerheid benadrukken we even dat een thuisbatterij je nooit kan helpen de seizoenen die ons land kent te overbruggen. In de zomer ga je nu eenmaal te veel produceren; ook waarschijnlijk meer dan er in je thuisbatterij past. In de winter produceer je zo weinig dat je de thuisbatterij niet eens gevuld krijgt. Er zijn eigenlijk maar een paar maanden per jaar dat je echt goed gebruik maakt van je thuisbatterij op technisch vlak; de salderingswetgeving nog daargelaten.
Vooruitplannen voor een thuisbatterij
Als je de meeste zonnepaneleninstallateurs in Nederland vraagt waar je een omvormer moet ophangen, zullen ze zeggen zo dicht mogelijk bij de panelen. Ten eerste klopt dit niet. Je kunt een omvormer beter zo dicht mogelijk bij een groepenkast hangen. Het verlies op een gelijkstroom kabel is altijd minder dan op een wisselstroom kabel – ook al zijn de verschillen meestal heel klein. Waar ze ook niet aan denken is dat een beetje thuisbatterij 70 kg weegt en daarnaast een behoorlijke omvang heeft. Een thuisbatterij zou in principe ook ergens anders in huis kunnen, maar naast de omvormer is wel het handigst. Vaak past dat helemaal niet op een bovenetage. Een thuisbatterij kun je beter in een garage plaatsen.
Korte slotopmerking over bovenstaande zaken
De lering die we nu moeten trekken is dat het gebruikelijke denken om panelen te leggen tot aan je eigen verbruik niet echt meer zinvol zal zijn. Je zult echt moeten kijken naar hoe je stroom verbruikt gedurende de dag en of je thuisbatterij wel optimaal gebruikt wordt in relatie tot de seizoenen. Het wordt zo veel complexer om de juiste beslissing te maken over het aantal panelen. Een mooie formule om die casus voor elk huishouden te kraken, hebben wij ook (nog) niet. Veel zal afhangen van toekomstige situaties. Je kunt bijvoorbeeld voor lief nemen dat de thuisbatterij in zomer de hele tijd gevuld is en er veel wordt geloosd op het net, als je maar in de winter ook je thuisbatterij nog kunt vullen voor de avond. Als je dit echt wilt uitdenken, heb je alle variabelen nodig en die zullen per huishouden afwijken.
Twee verschillende soorten technieken
Als het gaat om thuisaccu’s zijn er eigenlijk maar 2 typen om uit te kiezen. Een AC gekoppeld systeem (wisselstroom) of een DC gekoppeld systeem (gelijkstroom). Ander soorten systemen als stand-alone systemen of woningen waarin alles op DC draait, behandelen wij hier niet.
De makkelijkste manier om uit te leggen hoe een systeem werkt is aan de hand van een diagram. Deze diagram van SolarEdge is daar zeer nuttig voor. Een thuisbatterij voor zonnepanelen wordt altijd alleen gevuld met DC. Dit is een heel belangrijk vetrekpunt in deze uitleg.
De zonnepanelen linksboven in het diagram wekken DC op en dat gaat naar de omvormer of naar micro-omvormers. Normaliter maakt een omvormer hier wisselstroom van, maar dat gebeurt bij een installatie met thuisbatterij niet per definitie. Dat is afhankelijk van het systeem. Ik behandel als eerste het AC batterij systeem, want die is het makkelijkst.
AC gekoppelde systeem
Bij een AC systeem maakt de omvormer wisselstroom alsof er niets aan de hand is. Deze omvormer gaat dan naar een interface; een soort energiemanager. Deze is niet afgebeeld in de diagram, maar speelt wel een belangrijke rol. De interface is verbonden met de groepenkast voor communicatie middels een netwerkkabel met daaraan een metertje. Het metertje vertelt de interface wat hij moet doen: stroom de thuisbatterij in pompen, of het doorlaten om de groepen van de groepenkast te voeden. Er zijn ook systemen waarbij de thuisbatterij en interface simpelweg aan de groepenkast gekoppeld zitten. De interface registreert evengoed of de thuisbatterij gevuld kan worden, eer er wordt teruggeleverd aan het net.
DC gekoppelde systeem
De omvormers binnen een DC gekoppeld systeem worden hybride omvormers genoemd. Zelf gebruiken we die naam niet omdat deze misleidend is. Het suggereert dat de omvormer twee bijna paradoxale dingen zou kunnen, maar dat is absurd in deze context.
Bij een DC gekoppeld systeem wordt eenzelfde soort interface gebruikt maar deze kijkt nog vóórdat de DC wordt omgezet in AC of er überhaupt wel behoefte is aan meer stroom in het huishouden. Zo wordt de onnodige stap om van DC AC te maken namelijk voorkomen. Als die behoefte er namelijk niet is, dan wordt eerst de thuisbatterij gevuld. Als die behoefte er wel is, dan maakt de omvormer er AC van, tenzij je expliciet de interface geprogrammeerd hebt toch de thuisbatterij te vullen. Als de thuisbatterij vol zit, en alle groepen ook voldoende stroom hebben, zal de omvormer AC maken en dit naar het net laten vloeien om het te salderen of te lozen (als salderen niet meer bestaat). Het enige DC gekoppelde systeem dat wij verkopen is van SolarEdge. Hier straks meer over.
Het geïntegreerde home energy management system
Hoe weet het metertje nu of de groepen stroom nodig hebben? Dat gebeurt doormiddel van het gebruik van sensoren. In dit geval zijn de sensoren spoelen. De spoelen lijken op kunststof kastjes. De kastjes omsluiten ringen die de stroom meten die er doorheen gaat. Je klikt ze open en knijpt ze dicht om de AC toevoerkabel naar de groepenkast vanuit de meter, of op elk ander willekeurig punt. Deze spoelen zijn verbonden met hele dunne koperdraadjes met een metertje.
Dit soort spoeltjes hoeven niet alleen maar bij de hoofdaansluiting geplaatst te kunnen worden. Ze kunnen overal in het systeem worden toegepast. De functie hiervan zal dan zijn dat het verbruik van een apparaat of groep apparaten gemonitord kan worden. Aan deze informatie op zichzelf heb je niet heel veel, behalve een stukje bewustwording. Maar deze informatie kan ook weer gebruikt worden om bepaalde activiteiten te activeren of juist te staken zo meteen, als de zon schijnt of juist niet. Apparaten zoals wasmachines, vaatwassers en drogers die nu al op afstand zijn aan te zetten of uit te zetten, kunnen aan de hand van opbrengstinformatie van de zonnepanelen aan en uit worden gezet.
Als je het de meeste omvormerfabrikanten vraagt, zien zij hun product als de eerste in de lijn van zo’n geïntegreerde home managementsysteem. De thuisbatterij toepassing met de metertjes die je daarvoor aanbrengt vormen daarbij de ruggenwerf voor de energy management, waar ledematen aan kunnen worden toegevoegd.
Verschillende maten thuisbatterijen
Bij het kijken naar de maat van de thuisbatterijen, zijn er eigenlijk 2 dingen van belang: 1) wat is het vermogen van de thuisbatterij; 2) wat voor aansluiting heeft die. De meeste thuisoplossingen voor thuisbatterijen variëren in vermogen tussen de 5 en 10 kWh. Als er in huis 10 apparaten aanstaan met een verbruik van 300 W. Dan ben je per uur 3000 W/h aan het verbruiken en dat is hetzelfde als 3 kWh. Een thuisbatterij van 10 kWh gaat dan iets meer dan 3 uur mee. Om een inschatting te maken van wat je nodig hebt, zou je dus eigenlijk eens moeten kijken op je slimme meter hoeveel je verbruik ongeveer in een uur is op moment dat de zon niet schijnt, maar het gezin wel wakker is. Dan kun je inschatten welke maat thuisbatterij je nodig hebt.
Veruit de meeste thuisbatterijen in zonnepanelen zitten op een 48 V aansluiting. Je zou zelfs nog van batterijen van 24 V en 12 V een opstelling kunnen maken, maar weinigen zullen dit zelf in elkaar knutselen. Daarvoor heb je wel veel dikkere kabels nodig, overigens. Thuisbatterijen van SolarEdge hebben een 400 V aansluiting. De omvormer kan namelijk de thuisbatterij linea recta opladen met zonnestroom en het hoeft niet vanuit DC naar AC in een lager voltage te worden gezet om de batterij rustig te vullen.
De twee toepassingen zoals wij die zullen inzetten
Nu is dan nog niet het moment, maar Triplesol verwacht wel bepaalde richtingen op te gaan met thuisbatterijen zodra salderen stopt. Gezien het grote volume aan SolarEdge dat we draaien, denken we daarvan het meeste te zullen installeren. Voor andere systemen willen we wel een mooie oplossing kunnen blijven bieden.
Thuisbatterij systeem van SolarEdge: DC gekoppeld
Het thuisbatterij systeem van SolarEdge is het DC gekoppelde systeem zoals hierboven beschreven. Er zijn ook nog andere fabrikanten die zo’n oplossing aanbieden zoals Solax, maar die systemen leveren wij niet dus kunnen we er ook niets over vertellen.
Een SolarEdge systeem bestaat om te beginnen uit een 1-fase omvormer voor de zonnepanelen. Anno nov 2022 is er nog geen oplossing voor 3-fase, maar die wordt waarschijnlijk begin 2023 toegevoegd aan het SolarEdge assortiment. De 1-fase omvormer van SolarEdge is verbonden met een aparte interface, of wordt geleverd met een geïntegreerde unit erin: de StorEdge. De StorEdge is verbonden met een thuisbatterij die SolarEdge zojuist op de markt heeft gebracht. Dat is de Energy Bank van SolarEdge. De Energy Bank is een grote jongen; 10 kWh opslag heeft hij. De batterij is 1,20 hoog, 80 cm breed en hij weegt een slordige 120 Kg. Deze drie apparaten worden allen aangesloten op de SolarEdge modbus meter in de groepenkast met RS485 kabel. De modbus meter is tevens verbonden met de hoofdaansluiting op de groepenkast. Hiermee is de modbus meter het zenuwcentrum van het systeem als geheel. Als 1 thuisbatterij van 10 kWh nog onvoldoende is, kan er makkelijk modulair worden uitgebouwd met meer SolarEdge batterijen.
Triplesol’s universele oplossing: AC gekoppeld
Wij verkopen niet alleen SolarEdge, maar ook micro-omvormers van APS en string-omvormers van Goodwe of Solis. Geïntegreerde oplossingen van thuisbatterijen bij deze producten worden wij niet erg enthousiast van. Wij denken dat het beter is dan een universele oplossing te bieden aan de AC kant van de omvormer. Op dit terrein zijn al meerdere partijen actief. Victron is een grote met al veel ervaring in het onderwerp thuisbatterijen. Zojuist heeft Sessy de markt betreden. Zij willen thuisbatterijen van Hollandse bodem aan de man brengen. Het mooie van dit soort systemen is dat ze achter elke omvormer geplaatst kunnen worden en verder gemakkelijk te begrijpen zijn. AC systemen zijn wel duurder omdat er een omvormer in het systeem zit. Deze moet van AC/DC maken om de thuisbatterij te vullen en later weer DC/AC om de groepen te voeden als er geen zonnestroom meer is. Wanneer de salderingswetgeving versoberd wordt en wij de eerste verzoeken krijgen thuisbatterijen aan te bieden, zullen we eerst naar aanbieders als Sessy of Victron kijken.
Spannende mogelijkheden
Veel mensen klagen dat ze zonnepanelen lelijk vinden, maar het idee van zelf elektriciteit opwekken werkt doorgaans wel enthousiasmerend. Het vertrekpunt van zonnepanelen in de context van zelfvoorzienendheid is helemaal interessant. Hierover gaat het onderstaande.
Elektriciteit bij uitval van het net
Over het algemeen wordt het idee van een thuisbatterij erg spannend gevonden in de context van stroomuitval. Begrijpelijk: naast dat het wel fijn is dat je niet gehinderd wordt in je doen en laten, is zoiets ook gewoon best cool. Om dit te kunnen, heb je een interface nodig waarop je essential loads kan aansluiten. Vrij vertaald betekent dat kritieke groepen. Goede voorbeelden voor kritieke groepen zijn de koelkast en vriezer of de wifi. De meeste interfacen hebben dit wel, maar niet allemaal. Als de stroom uitvalt, dan worden de kritieke groepen direct overgeschakeld op stroom uit de thuisbatterij. Een protocol in de interface wordt daarbij in werking gezet. Het is zelfs mogelijk om de omvormer aan te sluiten als kritieke groep. Zo lang de zon schijnt, zou je dus in theorie oneindig kunnen teren op zonnestroom zolang je genoeg thuisbatterijen en/of zonnestroom hebt. De omvormer moet dan wel goed zijn afgestemd op de interface. Als de thuisbatterij vol is maar de zonnepanelen blijven door produceren, dan gaat de batterij stuk.
Vooralsnog een utopie: de auto als thuisbatterij
Het is een onwijs spannende gedachte om je auto te gebruiken als batterij voor de zonnestroom. Hiermee worden echter twee problemen onderschat: 1) overdag ga je met de auto vaak juist weg. Het is juist in de avond voor de meeste mensen dat de auto rustig blijft staan. 2) autobatterijen zijn vooralsnog niet gemaakt om ontladen te worden. Alleen Tesla heeft hier projecten mee lopen. Gezien de grote belangstelling in het onderwerp zullen er heus wel autofabrikanten zijn die dit soort producten gaan lanceren, het is vooralsnog alleen echt toekomstmuziek.
Slotopmerkingen over de thuisbatterij
In dit artikel hebben wij geprobeerd de belangrijkste kennis over thuisbatterijen op een rijtje te zetten. We hebben de twee soorten systemen uitgelegd en gewezen op enkele praktische overwegingen. We hopen dat dit artikel geholpen heeft te begrijpen welke variabelen van belang gaan worden. Tot slot wagen wij ons aan een korte voorspelling en misschien wel een nuttige tip.
Wij denken dat op gegeven moment de salderingswetgeving gaat stoppen. Er zal dan een enorme run komen op thuisbatterijen en alle materialen die daarbij horen. Je ziet dat in de huidige energiecrisis ook al met andere duurzame producten. Hoe hoger de vraag, hoe hoger de prijzen. Misschien is het wel helemaal geen gek idee nu al een thuisbatterij te plaatsen, maar simpelweg nog niet aan te zetten; je wilt immers niet al interen op de levensduur van je product als dat nu nog niet nodig is. Je garantie gaat misschien dan wel al in, maar de kans op een defect in zo’n product is wel aanvaardbaar. Zo voorkom je straks met lege handen te staan. Het is zomaar een gedachte…