Zo installeer je een thuisbatterij

De vraag naar thuisbatterijen neemt gestaag toe. Installateurs zijn hierbij de aangewezen partij voor advies over het juiste systeem en voor een correcte installatie. Daarbij is rekening te houden met verschillende aspecten, waaronder aansluiting op de meterkast en omvormers, een geschikte omgeving om de batterij te plaatsen en de communicatie tussen de verschillende elementen onderling.

Thuisbatterijen zijn accu’s waarin particuliere huishoudens elektrische energie kunnen opslaan. In eerste instantie was hij bedoeld om een overschot aan eigen opgewekte elektrische energie op te slaan. Prima voor iedereen die ‘selfsupporting’ wil zijn, maar zolang de salderingsregeling geldt, zal een eigen opslag financieel weinig voordeel opleveren en de terugverdientijd (heel) lang zijn. Thuisaccu’s zijn ook in te zetten als EPS, ofwel noodstroomvoorziening. Met dit doeleinde is de capaciteit van de accu afhankelijk van de tijdspanne die de gebruiker met de accu wil overbruggen en hoeveel voeding de betreffende systemen in deze tijdspanne nodig hebben.
Een derde toepassing – waarvan de populariteit snel toeneemt – is de inzet van een thuisbatterij om te handelen op de energiemarkt. Paul Schellekens van Accuselect: ‘Hiervoor is uitsluitend de batterij nodig, een aansluiting via de meterkast op het net en een dynamisch energiecontract. Je laadt de accu op wanneer de stroom goedkoop is en verkoopt deze op momenten dat er veel vraag is en de prijzen hoger. Hoe groter de accu, hoe ruimer de handelsmogelijkheden. Je hebt dus niet per se eigen pv-panelen nodig, hoewel de extra stroom hiervan wel bijdraagt aan een rendementsverhoging. Slimme software berekent automatisch wanneer het tijd is om te laden en wanneer de stroom het beste is te verkopen.’
Deels kan deze oplossing ook bijdragen aan het verlagen van de netcongestie. De batterijen fungeren dan als buffer wanneer er veel duurzame stroom wordt geproduceerd en kunnen zo de energieleverancier helpen het net te ontlasten.

Welke batterij?

Bij het kiezen voor een batterij bestaat de keuze ten eerste uit een laag- of hoogspanningsbatterij. Een hoogspanningsbatterij heeft een hogere round trip efficiency (RTE) dan een laagspanningsbatterij en hiermee minder verlies. Hij is echter meestal iets duurder in aanschaf.
De maximale capaciteit van de batterij (in kWh) is afhankelijk van de hoofdaansluiting van de woning. Met een 3 x 25 A-aansluiting (3-fase) mag er bijvoorbeeld maximaal 17 kW vermogen gelijktijdig worden teruggeleverd. Een vuistregel is dat het vermogen van de batterij maximaal drie keer het vermogen van de omvormer is; een gangbare 5 kW omvormer maakt een batterij van 10 - 15 kWh dus een geschikte.

'Schaf als installateur zelf een thuisbatterij in het bedrijf aan om te zien hoe dit werkt'

Plaatsing batterij

Wanneer de keuze is gemaakt voor de batterij volgt de plaatsing en installatie. De ‘regels’ omtrent de fysieke plaatsing zijn niet heel spannend en vooral logisch. Patrick van Spankeren van Solar Evolution: ‘Ten eerste moet de ondergrond waarop de batterij komt te staan stevig zijn om de relatief zware batterijen voldoende ondersteuning te bieden. De omgeving zelf dient goed geventileerd te zijn om de warmte van de omvormers voldoende af te voeren. Liever ook niet té koud, omdat accu’s bij lage temperaturen minder goed functioneren; de opslagcapaciteit vermindert en ook de levensduur neemt af.’
Voorafgaand aan de plaatsing moet bovendien in de meterkast een aparte groep beschikbaar zijn met een eigen aardlekschakelaar en kWh-meter. Wanneer de ruimte hiervoor ontbreekt, is het noodzakelijk een nieuwe meterkast te plaatsen of eventueel gebruik te maken van een onderverdeler.

Installatie

De uiteindelijke installatie, eventueel in combinatie met pv-panelen, kan op verschillende manieren gebeuren. In alle gevallen wordt aangeraden: lees de handleiding voordat je begint. Elke leverancier heeft weer andere hard- en software en de handleiding biedt zonder uitzondering een uitgebreid stappenplan waarmee de installateur volledig door het proces wordt geleid tot een veilige, goedwerkende installatie.

Voor de installatie zijn in elk geval de volgende hard- en softwarecomponenten nodig:
• Een hybride of retrofit omvormer. Deze kan zowel van AC naar DC als van DC naar AC omzetten. Hiermee is hij in staat de batterij te laden van het net of zonnepanelen, en de batterij te ontladen voor gebruik door AC-apparatuur of teruglevering aan het net.
• Een kWh-meter bij de hoofdaansluiting waarmee de in- en uitgaande energie wordt gemeten. Hierdoor weet de omvormer wanneer capaciteit uit de batterij nodig is voor zelfconsumptie in het huishouden om de meter op nul te houden.
• De thuisaccu zelf.
• Een BMS (batterij management systeem) dat de batterij beschermt en zo bijdraagt aan een maximale levensduur.
• Een EMS (energie management systeem) die de batterij slim kan aansturen en de beste combinatie kan maken van zelf opgewekte zonnestroom, goedkoop laden uit het net en eventueel verkopen van elektriciteit voor de hoogste prijs.

'Slimme software berekent automatisch wanneer het tijd is om te laden'

Configuratie

Qua aansluiting zijn er verschillende configuraties mogelijk. Wanneer de meterkast is voorbereid zoals beschreven en er zijn geen pv-panelen, dan wordt de batterij met bekabeling aangesloten op de omvormer die weer gekoppeld is aan de hoofdaansluiting; dit inclusief kWh-meter om in- en uitgaande stromen te meten en aardlek. Vervolgens loopt de stroom via een slimme meter naar het net. Er wordt aangeraden om voor een 1-fase aansluiting gebruik te maken van een 1-fase omvormer en voor een 3-fase aansluiting een 3-fase omvormer. In het laatste geval is eventueel ook een 1-fase omvormer toe te passen, maar uiteindelijk wordt dan maar 1-fase gebruikt om te kunnen handelen. Ook is de belasting van het thuisnet dan niet gelijkmatig. Dezelfde kabel die van de batterij naar de meterkast gaat, wordt ook gebruikt om de batterij te laden vanuit het net.

Eenzelfde installatie uitgebreid met pv-panelen beschikt in de configuratie over een extra omvormer. De omvormer kan een seriële omvormer zijn die de gelijkspanning van de pv-panelen omzet naar wisselspanning, die in zijn geheel naar het net gaat. Er is ook te kiezen voor een hybride omvormer die een deel van de stroom van de pv-panelen naar de batterij leidt en een deel naar het net.
Een derde configuratie betreft ook een installatie met pv-panelen, maar wijkt af van de beschreven configuratie. Vincent Klomp, ceo bij Bliq: ‘In Nederland zijn ongeveer 2,4 miljoen huishoudens die de afgelopen jaren hebben geïnvesteerd in pv-panelen waar op het moment van de aanschaf van een thuisbatterij nog garantie op zit. Wanneer een installateur op die installatie ‘inbreekt’, vervalt vaak de garantie. Om dit te voorkomen is te kiezen voor een extra omvormer die tussen de meterkast en de batterij wordt geplaatst. Dit wordt ook wel een ‘retrofit installatie’ genoemd. De stroom van de zonnepanelen gaat hiermee traditiegetrouw van panelen naar meterkast zonder tussenkomst van de batterij. Vanuit de meterkast gaat een nieuwe kabel via een extra aardlekschakelaar naar de tweede (hybride) omvormer die gekoppeld is aan de batterij. Een aparte powermeter houdt bij hoeveel energie er naar het net gaat. Hiermee kan de tweede omvormer automatisch de batterij vullen op het moment dat de zonnepanelen produceren. Zo wordt de geproduceerde zonnestroom alsnog naar de batterij geleid en hoeft er niet ingebroken te worden op de al aanwezige pv-installatie.’
Als er in deze situatie ook gebruik wordt gemaakt van een EMS, dan zijn bij een retrofit installatie ook de slimme meter en de zonnepanelenomvormer rechtstreeks uit te lezen. Hiermee kan de tweede (hybride) omvormer de ideale combinatie maken tussen zelf opgewekte zonnestroom, goedkoop inkopen van het net en voor de hoogste prijs terugleveren aan het net.

Communicatie

Naast de voedingskabels is er ook een dataverbinding nodig met de omvormer (via een kabel, 4G of wifi). De kWh-meter kan zo aan de omvormer communiceren of er moet worden geladen of ontladen. De omvormer geeft op zijn beurt een seintje aan de BMS van de batterij via de – meestal – standaard aanwezige bekabeling. Verder vindt er communicatie plaats naar de gebruiker en de leverancier/installateur.
Jan van Veen van Accupower: ‘Hiermee kan de gebruiker de prestaties van zijn batterij en eventueel pv-panelen bekijken in bijvoorbeeld een mobiele app en kan de leverancier op basis hiervan storingen in de gaten houden en dan eventueel proactief ingrijpen.’
Een tip: schaf als installateur zelf een ‘thuisbatterij’ in het bedrijf aan om te zien hoe dit werkt en gebruik deze tevens om eventueel medewerkers op te leiden.

Tekst: Marjolein de Wit - Blok
Fotografie: Van Veen Elektrotechniek, Jan Reinier van der Vliet, Sander van der Torren

Lees meer artikelen in het dossier Zonne-energie installaties