Een thuisbatterij bevat opgeslagen energie. Het lijkt daarom logisch dat je die energie tijdens een stroompanne gewoon verder kunt gebruiken. Toch is dat niet automatisch het geval.
Bij een standaard installatie schakelt de omvormer uit zodra het elektriciteitsnet wegvalt. Ook wanneer de batterij volledig opgeladen is, kan je woning dan zonder elektriciteit komen te zitten.
Wil je tijdens een stroomonderbreking wel elektriciteit blijven gebruiken, dan moet de installatie specifiek voorzien zijn van een back-up- of noodstroomfunctie.
Waarom schakelen zonnepanelen en een thuisbatterij uit bij een stroompanne?
Een zonnepaneleninstallatie of thuisbatterij werkt normaal parallel met het openbare elektriciteitsnet. Dit noemen we on-gridwerking.
Wanneer het distributienet uitvalt, moet worden voorkomen dat vanuit de woning nog elektriciteit op het openbare net wordt geplaatst. Dit is belangrijk voor de veiligheid. Een technieker die aan een spanningsloos veronderstelde elektriciteitskabel werkt, mag bijvoorbeeld niet geconfronteerd worden met spanning afkomstig van een zonnepanelen- of batterij-installatie.
Daarom detecteert de omvormer dat het elektriciteitsnet is weggevallen en wordt de productie-installatie automatisch van het net gescheiden.
Zonder een daarvoor ontworpen back-upfunctie betekent dit doorgaans dat ook je woning zonder elektriciteit komt te zitten.
In [Hoe werken zonnepanelen?] leggen we uit waarom een standaard netgekoppelde omvormer afhankelijk is van het elektriciteitsnet en welke functie de omvormer vervult.
Een thuisbatterij is niet automatisch een noodstroomvoorziening
Dit is een belangrijk verschil bij de keuze van een thuisbatterij.
Twee batterijsystemen met bijvoorbeeld allebei 10 kWh opslagcapaciteit kunnen tijdens normaal gebruik vergelijkbaar functioneren, terwijl ze bij een stroomonderbreking totaal verschillend reageren.
Een systeem zonder back-upfunctionaliteit stopt met het voeden van de woning.
Een systeem met back-upfunctionaliteit kan bijvoorbeeld een afzonderlijke noodstroomuitgang hebben, een aantal geselecteerde kringen blijven voeden of, bij uitgebreidere installaties, de volledige woning overnemen.
Wie back-up belangrijk vindt, moet hier dus al bij het ontwerp van de installatie rekening mee houden.
Ook bij de uitbreiding van een bestaande zonnepaneleninstallatie is dit een belangrijk aandachtspunt. In [Kan ik een thuisbatterij toevoegen aan bestaande zonnepanelen?] bespreken we welke technische mogelijkheden daarvoor bestaan.
Wat is eilandbedrijf of off-gridwerking?
Wanneer een woning tijdens een stroompanne zelfstandig blijft functioneren, spreken we van eilandbedrijf, ook wel off-gridwerking genoemd.
De woning vormt dan tijdelijk een klein zelfstandig elektriciteitsnet dat elektrisch gescheiden is van het openbare distributienet.
De batterij en omvormer moeten in deze situatie zelf een stabiele spanning en frequentie creëren waarop de elektrische toestellen in de woning kunnen blijven werken.
Tegelijk moet gegarandeerd worden dat er geen elektriciteit vanuit de woning naar het uitgevallen distributienet kan vloeien.
Wanneer het openbare elektriciteitsnet opnieuw beschikbaar is, kan een daarvoor ontworpen systeem opnieuw naar normale netgekoppelde werking overschakelen.
Welke soorten back-up bestaan er?
Niet iedere back-upoplossing werkt op dezelfde manier.
Bij sommige omvormers is bijvoorbeeld een afzonderlijke back-upuitgang aanwezig. Hierop kunnen geselecteerde verbruikers worden aangesloten, zoals verlichting, koelkast, diepvriezer, internetmodem of enkele stopcontacten.
Een andere mogelijkheid is een afzonderlijk back-upbord waarop verschillende essentiële kringen van de woning worden aangesloten.
Bij uitgebreidere systemen kan ook de volledige woning achter de back-upvoorziening worden geplaatst. Bij een netuitval wordt de woning dan automatisch van het distributienet gescheiden en kan ze verder vanuit de batterij worden gevoed.
Volledige woningback-up betekent echter niet dat tijdens een stroompanne onbeperkt elektriciteit kan worden gebruikt.
Een praktijkvoorbeeld van een installatie met noodstroomvoorziening vind je bij onze realisatie van een thuisbatterij met back-up in Oudsbergen.
Kan een thuisbatterij de volledige woning voeden?
Ja, met een daarvoor geschikt systeem kan de volledige woning tijdens een stroompanne worden gevoed.
Daarbij is niet alleen de capaciteit van de batterij belangrijk.
Stel bijvoorbeeld dat je een thuisbatterij van 10 kWh hebt. Die 10 kWh geeft aan hoeveel energie kan worden opgeslagen, maar niet hoeveel vermogen de batterij en omvormer op hetzelfde moment kunnen leveren.
Wanneer het back-upsysteem bijvoorbeeld maximaal 5 kW kan leveren en tegelijkertijd een kookplaat, oven, warmtepomp en andere zware verbruikers worden ingeschakeld, kan de vermogensvraag groter worden dan wat het systeem kan leveren.
Bij volledige woning-back-up moet daarom onder andere worden gekeken naar:
het maximale back-upvermogen van de omvormer;
het maximale laad- en ontlaadvermogen van de batterij;
één- of driefasige werking;
het vermogen van grote verbruikers;
kortstondige piekbelastingen;
de capaciteit en actuele laadstatus van de batterij.
Een correct ontworpen back-upsysteem houdt dus rekening met zowel kWh als kW.
In [Welke capaciteit thuisbatterij heb ik nodig? 5, 10, 15 of 20 kWh?] bespreken we hoe je de opslagcapaciteit afstemt op het energieverbruik. Voor noodstroom moet daarnaast specifiek worden gekeken naar het beschikbare back-upvermogen.
Hoe werkt een thuisbatterij tijdens een echte stroompanne?
Bij een geschikt back-upsysteem verloopt dit grotendeels automatisch.
Wanneer het openbare elektriciteitsnet wegvalt, detecteert het systeem de netuitval. De woning of de geselecteerde back-upkringen worden vervolgens elektrisch van het distributienet gescheiden. De hybride omvormer creëert daarna een lokaal elektriciteitsnet waarop de batterij de aangesloten verbruikers kan blijven voeden.
Afhankelijk van het gekozen systeem gebeurt deze omschakeling zeer snel.
Wanneer het openbare net terug beschikbaar en stabiel is, kan de installatie opnieuw naar normale netgekoppelde werking terugkeren.
Video: omschakeling tussen on-grid- en off-gridwerking in de praktijk
In onderstaande video tonen we hoe de omschakeling tussen on-grid- en off-gridwerking bij een thuisbatterij in de praktijk werkt.
Tijdens normale on-gridwerking is de installatie verbonden met het openbare elektriciteitsnet. De zonnepanelen, thuisbatterij en elektrische verbruikers functioneren dan samen met de netaansluiting.
Wanneer de netspanning wegvalt, moet de installatie eerst veilig van het distributienet worden gescheiden. Vervolgens kan de hybride omvormer overschakelen naar off-gridwerking of eilandbedrijf. De thuisbatterij levert dan energie aan de aangesloten noodstroomkringen of, bij een daarvoor ontworpen installatie, aan de volledige woning.
Zodra de netspanning opnieuw beschikbaar en stabiel is, kan het systeem terugschakelen naar de normale on-gridwerking.
Praktijkdemonstratie van de omschakeling tussen on-grid- en off-gridwerking bij een thuisbatterij met back-upfunctie. Bij een netuitval wordt de installatie van het distributienet gescheiden en neemt de noodstroomvoorziening de aangesloten verbruikers over. Wanneer de netspanning terugkeert, schakelt het systeem opnieuw over naar netgekoppelde werking.
De demonstratie maakt duidelijk dat een thuisbatterij niet automatisch noodstroom levert. Daarvoor zijn een geschikte omvormer, de juiste omschakelvoorziening en een correct ontworpen elektrische installatie noodzakelijk.
De exacte omschakeltijd verschilt per systeem. Niet iedere back-upinstallatie is een ononderbroken stroomvoorziening (UPS), waardoor sommige elektrische toestellen tijdens de omschakeling kort kunnen uitvallen.
Hoe lang kan een thuisbatterij mijn woning van stroom voorzien?
Dat hangt af van hoeveel energie nog in de batterij aanwezig is en hoeveel elektriciteit je tijdens de stroomonderbreking gebruikt.
Stel bijvoorbeeld dat er bij het begin van een stroompanne nog 8 kWh bruikbare energie beschikbaar is.
Wanneer je alleen essentiële verbruikers gebruikt, zoals verlichting, koelkast, diepvriezer en internet, kan deze energie relatief lang meegaan.
Gebruik je daarentegen tegelijkertijd een warmtepomp, kookplaat, oven of andere zware elektrische toestellen, dan zal dezelfde batterij veel sneller leeg zijn.
In werkelijkheid moet ook rekening worden gehouden met omzettingsverliezen, het eigen verbruik van de installatie en eventuele minimale laadniveaus van de batterij.
Tijdens een langere stroompanne is het daarom verstandig om grote verbruikers zoveel mogelijk te beperken.
De werkelijke opslagcapaciteit verandert bovendien naarmate de batterij ouder wordt. In [Hoe lang gaat een thuisbatterij mee? Levensduur en degradatie uitgelegd] bespreken we hoe de bruikbare capaciteit gedurende de levensduur evolueert.
Werken mijn zonnepanelen nog tijdens een stroompanne?
Dat hangt af van het gekozen systeem.
Bij een gewone netgekoppelde zonnepaneleninstallatie schakelt de omvormer bij een stroomonderbreking uit. Het feit dat de zon schijnt, betekent dus niet automatisch dat je tijdens een stroompanne elektriciteit kunt blijven produceren.
Bij een geschikt hybride systeem kan dat anders zijn.
Wanneer de omvormer ontworpen en geïnstalleerd is om in eilandbedrijf te functioneren, kunnen de zonnepanelen tijdens de stroomonderbreking energie blijven produceren. Die energie kan rechtstreeks door de woning worden gebruikt en, afhankelijk van de omstandigheden, opnieuw in de batterij worden opgeslagen.
Dit is vooral interessant bij langere stroomonderbrekingen.
Een batterij kan bijvoorbeeld 's nachts gedeeltelijk worden ontladen en de volgende dag opnieuw worden opgeladen wanneer er voldoende zonne-energie beschikbaar is.
Daarvoor moeten de zonnepanelen, hybride omvormer, batterij en back-upvoorziening samen geschikt zijn voor eilandbedrijf.
Ook de koppeling tussen zonnepanelen en thuisbatterij speelt hierbij een rol. In [AC- of DC-gekoppelde thuisbatterij: wat is het verschil?] bespreken we hoe beide configuraties werken en welke gevolgen dit heeft voor de energieomzetting.
Een voorbeeld van een geïntegreerde installatie met zonnepanelen, batterijopslag en noodstroomvoorziening vind je bij onze realisatie van zonnepanelen en thuisbatterij met back-up in Leuven.
Wat als de batterij leeg is wanneer de stroom uitvalt?
Wanneer een batterij tijdens normale werking tot een zeer laag laadniveau wordt ontladen, kan er weinig energie beschikbaar zijn wanneer onverwacht een stroompanne optreedt.
Bij veel batterijsystemen kan daarom een back-upreserve worden ingesteld.
Je kunt bijvoorbeeld instellen dat een bepaald percentage van de batterijcapaciteit beschikbaar moet blijven voor een mogelijke stroomonderbreking.
Het nadeel daarvan is dat dit gedeelte van de batterij tijdens normaal gebruik niet beschikbaar is om het eigenverbruik te verhogen of energieprijzen te optimaliseren.
Hoe belangrijker noodstroom voor jou is, hoe interessanter het kan zijn om permanent een bepaalde energiereserve in de batterij te bewaren.
Dat is ook een aandachtspunt bij slimme batterijsturing. In [Dynamisch energiecontract en thuisbatterij: hoe werkt een slimme sturing?] leggen we uit hoe een energiemanagementsysteem de batterij kan aansturen op basis van energieprijzen, zonneproductie en het elektriciteitsverbruik.
En wat met een driefasige woning?
Bij driefasige installaties verdient back-up extra aandacht.
Niet iedere hybride omvormer kan tijdens eilandbedrijf hetzelfde vermogen en dezelfde functionaliteit op alle drie de fasen leveren. Sommige systemen hebben beperkingen op het totale back-upvermogen, het vermogen per fase of de toegelaten fase-onbalans.
Bij de keuze van een systeem moet daarom worden nagegaan welke verbruikers tijdens een stroomonderbreking moeten blijven functioneren en hoe deze over de verschillende fasen verdeeld zijn.
Vooral bij driefasige warmtepompen, laadpalen, machines of andere zware verbruikers kan dit bepalend zijn voor het ontwerp.
Wat zegt Synergrid over eilandbedrijf en noodvoeding?
Voor de aansluiting van decentrale productie-installaties op het Belgische distributienet gelden de technische voorschriften van Synergrid C10/11.
Deze voorschriften zijn ook relevant voor batterijopslag en hybride omvormers die parallel met het distributienet kunnen werken. De gebruikte productie-eenheden moeten voldoen aan de toepasselijke homologatievereisten.
Bij eilandbedrijf is vooral de scheiding tussen de lokale installatie en het openbare distributienet belangrijk. Een installatie mag bij een netuitval niet ongecontroleerd het distributienet blijven voeden.
Synergrid maakt daarbij ook onderscheid tussen installaties die parallel met het distributienet kunnen werken en zuivere off-gridinstallaties. Wanneer een installatie tussen netgekoppelde en lokale eilandwerking kan omschakelen, moet die overgang op een technisch correcte en veilige manier worden uitgevoerd.
Meer technische informatie vind je rechtstreeks in het technisch voorschrift C10/11 van Synergrid.
Moet iedere woning volledige back-up hebben?
Niet noodzakelijk.
Voor sommige gebruikers is het voldoende dat tijdens een stroompanne de koelkast, diepvriezer, verlichting, internetverbinding en enkele stopcontacten blijven werken. Een beperkte back-upvoorziening kan dan voldoende zijn.
Andere gebruikers willen dat vrijwel de volledige woning normaal blijft functioneren. Dan zijn een groter back-upvermogen en mogelijk aanpassingen aan de elektrische installatie nodig.
De juiste oplossing hangt daarom vooral af van wat je tijdens een stroompanne daadwerkelijk wilt blijven gebruiken.
Ook de totale installatiekost verschilt naargelang de gekozen noodstroomvoorziening. In [Hoeveel kost een thuisbatterij?] leggen we uit welke onderdelen de prijs van een volledig batterijsysteem bepalen, waaronder eventuele back-upvoorzieningen.
Is back-up belangrijk? Denk eraan vóór de installatie
Wil je een thuisbatterij vooral gebruiken om je eigen zonne-energie beter te benutten? Dan hoeft noodstroom niet noodzakelijk een doorslaggevende factor te zijn.
Wil je echter dat je woning tijdens een stroomonderbreking verder kan functioneren, dan is het belangrijk om dit vóór de keuze van batterij en omvormer te bepalen.
Niet iedere thuisbatterij of omvormer ondersteunt dezelfde back-upmogelijkheden. Achteraf volledige woning-back-up toevoegen kan bovendien bijkomende aanpassingen aan de elektrische installatie vereisen.
Bij Ecosun bekijken we daarom niet alleen hoeveel kWh batterijopslag een woning nodig heeft. Wanneer back-up gewenst is, bekijken we ook welke verbruikers tijdens een stroomonderbreking actief moeten blijven, welk vermogen daarvoor nodig is en of gedeeltelijke of volledige woning-back-up de meest geschikte oplossing is.
Zo worden batterij, omvormer en elektrische installatie vanaf het begin ontworpen in functie van de gewenste werking tijdens zowel normale omstandigheden als een eventuele stroompanne.