Opslag van energie in een thuisbatterij
-- specificaties, berekeningen voor back-up en geschiktheid van de locatie
Opslag van energie in een thuisbatterij: specificaties, berekeningen voor back-up en geschiktheid van de locatie
Een thuisbatterij heeft twee belangrijke functies: het bieden van stroom tijdens stroomstoringen en het verlagen van de energiekosten. Hiervoor zijn verschillende grootten van batterijen nodig. De originele versie van deze pagina beloofde ‘3 tot 7 dagen essentiële stroomvoorziening’, zonder de specifieke energieverbruikers (‘loads’) op te noemen, en vermeldde een ‘efficiëntie van 98%’, zonder te specificeren op welke plek van de inverter deze efficiëntie werd gemeten. Beide cijfers zijn nog te verdedigen als er bepaalde aannames worden gedaan; zonder deze aannames zijn ze echter niet geloofwaardig. Op deze pagina worden deze aannames expliciet genoemd, en wordt ook duidelijk gemaakt wanneer een batterij niet de moeite van het kopen waard is. Opmerking: wij vervaardigen het hardware voor de energieopslag; de installatie wordt uitgevoerd door gelicentieerde elektriciens.
De berekeningen voor back-up, met de genoemde aannames
De duur van de back-up is afhankelijk van de energieverbruikers en kan alleen worden bepaald door deze cijfers te gebruiken. Neem bijvoorbeeld een LiFePO4-batterij met een capaciteit van 10 kWh (middenin het bereik van 10–15 kWh dat op de originele pagina wordt genoemd), en twee eerlijke lijsten met de energieverbruikers in het huis.
Alleen essentiële apparaten: Een koelkast verbruikt ongeveer 1–1,5 kWh per dag; LED-verlichting en apparaatopladen gebruiken samen ongeveer 0,5 kWh per dag; een cruciaal medisch apparaat verbruikt afhankelijk van de specificaties ongeveer 2 kWh per dag. Een accu met een capaciteit van 10 kWh en een gebruiksbaarheid van 90% bevat dus ongeveer 9 kWh energie. Dat is genoeg voor circa vier dagen – nog binnen de gemelde tijdspanne van ‘3–7 dagen’.
Voeg het HVAC-systeem toe: Een typisch verwarmings- of airconditioningsysteem verbruikt 2–4 kWh per uur. Eén avond van koeling kan even veel energie verbruiken als de essentiële apparaten in twee dagen. Als het HVAC-systeem ook tot de back-upbronnen behoort, wordt de accucapaciteit in uren gemeten, niet in dagen.
Deze cijfers zijn gebaseerd op de gemiddelde energieverbruik van typische apparaten; ze zijn niet afgeleid van de energieverbruik van uw eigen huis. Het principe dat we hanteren is als volgt: bepaal de grootte van de accu op basis van de apparaten die u echt gebruikt, en voeg deze apparaten toe aan de offerte. Het concept van ‘back-up voor het hele huis’ met een accu van 10 kWh is zelfs contraproductief: of de lijst met essentiële apparaten moet worden verkort, of de accu moet worden vervangen door een grotere accu.
Specificaties (met uitleg achter elk cijfer):
| Parameter | Typisch waarde | Wat dit echt betekent |
|---|---|---|
| Capaciteit | 10–15 kWh per eenheid, modulair | De modulaire eenheden kunnen worden opgestapeld; de inverter bepaalt het totale vermogen |
| Chemie | LiFePO4 (lithium-ijzerfosfaat) | De chemische samenstelling is gekozen vanwege thermische stabiliteit en lange levensduur; veilig voor gebruik in bewoonde gebouwen |
| Heen- en terugefficiëntie | ~98% op DC-niveau; ~85–90% op AC-niveau | De 98% efficiëntie geldt voor het verkeer tussen batteriet en de elektriciteitsbron; de totale efficiëntie is lager vanwege verliezen in de inverter |
| Levensduur | ~4.000–6.000 cyclussen tot 80% van de capaciteit (typisch voor LiFePO4-batterijen) | Afhankelijk van de gebruikstemperatuur en het aantal ontlaadingscyclussen; vraag hier naar details |
| Servicetijd | Meer dan 10 jaar onder de garantieregels | De garantietijd is gebaseerd op het behouden van de batterijcapaciteit, niet op de kalenderleeftijd |
| Back-upovergang | Automatische omschakeling bij stroomstoring | De omschakeling vindt meestal in enkele milliseconden plaats; vraag hier naar de specifieke details |
| Bedrijfswijze | Fanloos of bijna geluidloos, temperatuurgereguleerd | De plaatsing van het systeem is belangrijk; kijk hier voor meer informatie |
De beheer van de energierekeningen
De besparingen op de energierekeningen worden gerealiseerd door drie verschillende mechanismen, en ieder mechanisme heeft bepaalde voorwaarden:
Zonenergie voor eigen gebruik: Opslaan van zonenergie op het middagpunt in plaats van deze op lage prijs terug te leveren aan het elektriciteitsnet, en deze energie vervolgens ’s avonds te gebruiken. Dit is het meest effectieve gebruik van zonenergie in de woningsector; hiervoor is echter eerst een zonnepaneleninstallatie nodig. Een accu die is verbonden aan een klein zonnepanelensysteem slaat meestal elektriciteit op, maar dit gebeurt met bepaalde verliezen (opweg en terugweg).
Optimalisatie van de energietarieven (Time-of-Use, TOU): Laad de accu op wanneer de energieprijs laag is en ontladen wanneer de prijs hoog is. De voordelen hiervan zijn de lagere energietarieven en minder verliezen. Eenvoudige, constante energietarieven bieden echter geen mogelijkheden voor winstgevende handelingen.
Beperking van het energieverbruik op piektijden: Woningstarieven rekenen zelden kosten voor het energieverbruik op piektijden; wanneer dit wel het geval is, geldt de regel van ‘verlagde piektoepassingen’ niet voor je rekening.
Ons besturingssysteem regelt alle aspecten van het gebruik van zonenergie: het opladen van de accu op basis van weersgegevens, het bepalen van de prioriteit van het energieverbruik, het opsporen van stroomstoringen in het elektriciteitsnet, het in real time monitoren van de energiestroom via de mobiele app, en het sturen van waarschuwingen voor onderhoud. De belangrijkste beslissende factor voor de aankoop van een zonnepaneleninstallatie is echter de hoogte van de energietarieven.
Waar het opslaan van energie in huis handig is – en waar niet
Een accu is echt nodig in situaties waar ten minste één van de volgende omstandigheden van toepassing is: frequente of langdurige stroomstoringen in het elektriciteitsnet, een tarievenstructuur (TOU-tarieven) met een groot verschil tussen verschillende tijdstippen van het gebruik, of een bestaande of geplande zonnepaneleninstallatie die groot genoeg is om de accu op te laden. Als geen van deze omstandigheden van toepassing is – bijvoorbeeld een stabiel elektriciteitsnet, een constante tarievenstructuur, of geen zonnepanelen – is het eerlijke antwoord van een ingenieur dat de accu een dure ‘verzekering’ is die je misschien nooit gaat gebruiken. We vertellen je dit telefonisch voordat we je een offerte doen.
Overige technische vereisten zijn van fysieke aard: de installatieplek moet zich bevinden binnen de temperatuurbereik van de accu (een onverwarmde garage in een koud klimaat is bijvoorbeeld niet geschikt als opslagruimte voor de accu), er moet voldoende ventilatie zijn en de ruimte rondom de accu moet voldoen aan de vereisten van de regelgeving; bovendien moet er een speciale subpanel zijn voor kritieke elektrische apparaten, zodat de mogelijkheden van de accu als back-up duidelijk zijn afgeboden door de aangelegde elektriciteitsleidingen en niet door toeval.
De meest voorkomende fouten bij het bepalen van de accu-capaciteit
De meeste fouten bij het bepalen van de juiste accu-capaciteit voor woonhuizen worden veroorzaakt door drie typische foutpatronen:
- De inverter is te groot in verhouding tot de accu: De inverter kan belastingen genereren die de accu niet aan kan; hierdoor vermindert de capaciteit van de accu in de winter.
- Het HVAC-systeem is nog steeds aangesloten op de back-up-schakeling: Eén airconditioning-apparaat op de back-up-panel kan de gebruiksduur van de accu halveren. Het is beter om dit apparaat in manuele modus te zetten of het helemaal uit te schakelen.
- De accu is geplaatst voordat de zonnepanelen zijn geïnstalleerd: Hierdoor verbruikt de accu in het eerste jaar onnodig veel stroom uit het elektriciteitsnet.
Wat deze pagina niet behandelt:
Deze pagina gaat over batterijopslagsystemen die zijn verbonden aan het elektriciteitsnet en een capaciteit hebben van 10–15 kWh. Het gaat hier niet om off-grid-systemen voor hutten (met andere autonomie-eisen en afwijkende afmetingen), zonnepanelen die zijn verbonden aan het net zonder opslagmogelijkheid, noch over commerciële programma’s voor het beheersen van het elektriciteitsverbruik (demand-response programs). Voor het bepalen van de juiste afmetingen van het opslagssysteem en de bijbehorende controleapparaten, kunt u gebruikmaken van onze rekenmachine voor het bepalen van de grootte van de controller. Voor de grotere versie van dit product (op schaal van energiebedrijven), kijk u bij containerbatterijopslag. Als uw project meer te maken heeft met verlichting dan met andere elektrische apparaten in het huis, kunt u kijken bij de all-in-one-zonnelichtlijn: dit zijn ook batterijsystemen, maar ontworpen voor een andere toepassing.