De thuisbatterij als oplossing voor een probleem?

Kunnen we er nog wel van op aan dat we altijd stroom hebben? Volgens een recent persbericht op de Enexis website niet meer. Ik werd afgelopen week getriggerd door een artikel met als kop “Enexis waarschuwt: mogelijk dagenlange stroomuitval in Brabant bij strenge winter”.
Als de stroom dagenlang uitvalt in de winter heb ik een groot probleem. Zonder stroom kan ik mijn luchtdichte huis niet ventileren en ook niet verwarmen. Daarom ben ik er maar eens ingedoken: welke oplossingen zijn er voor dit probleem? En dan kom je vrij snel bij de thuisbatterij uit.

Stroomuitval

Met een eenvoudige thuisbatterij zoals die nu door Homewizard wordt aangeboden los je dit probleem helaas niet op.
De oplossing begint bij het goed analyseren van het probleem. Wat wordt precies met stroomuitval bedoeld?

Iedereen voelt op zijn klompen aan dat een kleine stroomuitval minder erg is dan een grote. Daarom heb ik het in drieen opgesplitst:
1) Een kleine stroomuitval van maximaal enkele uren.
2) Een grote stroomuitval van maximaal enkele dagen.
3) Een hele grote stroomuitval van meer dan enkele dagen.

Een hele grote stroomuitval is op dit moment en in de nabije toekomst niet waarschijnlijk in Nederland. Dit wordt pas reeel bij serieuze oorlogsdreiging. Dus het probleem dat ik op wil lossen is een kleine en grote stroomuitval van maximaal enkele dagen.

We kunnen niet zonder stroom

We hebben het er thuis uitgebreid over gehad en zijn tot de conclusie gekomen dat we een enkele kleine stroomstoring prima kunnen opvangen zonder verdere technische maatregelen te willen nemen. Het wordt vervelender als dit vaker optreedt. Je wilt dan niet zonder licht zitten, en als het nodig is ook kunnen douchen, het huis verwarmen en warm eten kunnen bereiden. Zeker omdat de storingen in de vroege ochtend en rond etenstijd zullen optreden.

Ik heb uitgerekend dat wij in deze situatie minimaal 1 kWh per dag nodig hebben. Het maximum wordt bepaald door wat je allemaal gaat doen, maar laten we zeggen maximaal 3,5 kWh. Een batterij van enkele kWh zou dan kunnen voldoen om een kleine stroomstoring comfortabel te overleven.

Wat voor batterij koop ik dan? Een helder stappenplan.

Hiervoor heb ik uitgezocht wat er zoal leverbaar is. Vervolgens heb ik gekeken naar wat ik nodig heb in mijn situatie. Dit onderzoek viel mij zwaar tegen omdat er veel incomplete informatie wordt gegeven op de websites van de bedrijven die je graag een batterij willen verkopen.

Als je een batterij gaat kopen, moet je je eerst afvragen wat je er precies mee wilt doen. Dit kan ik natuurlijk niet voor jou bepalen, maar ik kan wel opschrijven wat ik tegengekomen ben. Ik denk dat veel mensen in een vergelijkbare situatie zitten zoals ik.

De goedkoopste batterijen zijn geschikt om aangesloten te worden op 1 fase van het lichtnet. Als je een 3-fasen aansluiting hebt, en dit heb je al snel als je electrisch kookt, voorziet deze alleen apparaten die op de juiste fase zijn aangesloten van energie. Veel websites lopen aan dit aspect voorbij of verkopen je dan graag 3 losse batterijen. Dit zou ik iedereen af willen raden.

Goedkope batterijen hebben meestal een ingebouwde 1-fase omvormer. Deze omvormer zorgt voor de omzetting van het lichtnet-energie (wisselspanning) naar batterij-energie (gelijkspanning) en omgekeerd. Deze omzetting gaat met verliezen gepaard. Een veilig getal is 5% verlies per omzetting. Dus van elke kWh die je laadt, verlies je 10%. Dit wordt omgezet in warmte. Met een 20 kWh batterij koop je dus ook een forse electrische kachel! Die waarschijnlijk zomer en winter aanstaat. In een goed geisoleerd huis is dit een serieus vervelend neveneffect waardoor je waarschijnlijk extra moet koelen in de zomer.

Een losse omvormer is vaak beter

Daarom is het vaak beter om te kiezen voor een losse batterij-omvormer. Batterij-omvormers heb je in vele soorten en maten. Er zijn ook omvormers die geschikt zijn om aangesloten te worden op een 3-fasen aansluiting. Het voordeel is dan dat de batterij-energie geleverd kan worden aan alle fasen.
Steeds meer omvormers kunnen ook gebruikt worden om zonnepanelen aan te sluiten. Hybride omvormers, zo worden ze ook wel genoemd, hebben enkele andere voordelen:
1) Je hebt geen omvormerverliezen bij het opslaan van zonneenergie in de batterij.
2) Ze zijn goedkoper dan een losse zonnepanelen omvormer en batterij-omvormer.
3) Je hebt een apparaat minder nodig. De zonnepanelen omvormer kan in de volgende situaties vervallen:

• Als je geen optimizers gebruikt. In situaties waarin je een Solaredge omvormer gebruikt ben je voor de rest van je batterijen-installatie gebonden aan dit merk.
• Als je de DC-kabels van de zonnepanelen kunt koppelen aan de batterij-omvormer. Met andere woorden: als de afstand tussen de DC-kabels en de batterij-omvormer niet te groot is.

Steeds meer (maar niet alle!) batterij-omvormers hebben voorzieningen voor noodstroom. De goedkopere apparaten hebben hiervoor 1 of 2 stopcontacten, de duurdere kun je direct op de meterkast aansluiten. Sommige op 1 fase, anderen op 3 fasen.

Een batterij-omvormer moet aangestuurd worden door een EMS (Energie Management Systeem). Deze kan ingebouwd zijn in de omvormer of in een los kastje en via de P1 interface gekoppeld aan de slimme meter. De EMS bepaalt of en wanneer de batterij geladen of ontladen moet worden. En als deze gekoppeld is aan de EV-lader bepaalt deze ook of en wanneer de auto geladen moet worden.
Als je meerdere PV-omvormers in huis hebt, kan de EMS deze ook aansturen. Uiteraard is de EMS ook voorzien van een internet koppeling, zodat deze -indien gewenst- aangestuurd kan worden voor dynamische gebruik, onbalans handel en netsturing.

Weer iets nieuws: netsturing

Netsturing gaat vanaf 1 januari 2027 actueel worden omdat vanaf deze datum het nettarief per kWh belast gaat worden. Hiervoor gaan er per dag 5 tariefzones komen en 4 tarieven. Hoe dit precies gaat werken is nu nog niet bekend, maar het belang voorhet netwerkbedrijf is evident. En als je wilt gaan investeren in thuisbatterijen wil je hierop voorbereid zijn, dus dan wil je je batterij-omvormer kunnen sturen met de informatie die je krijgt van de netsturing.

Batterijprijzen blijven sterk dalen

Het zal niemand verbazen dat de batterijen nog steeds veel beter en goedkoper worden. Maar wel dat iedereen als een dolle nu batterijen koopt terwijl deze over enkele jaren veel goedkoper worden. Deze dalende trend is nog lang niet ten einde.
Zie onderstaande grafiek.

De bijbehorende getallen kun je hier downloaden.

In deze grafiek/tabel vallen de volgende zaken op (let op, gemiddelde prijzen!).
1. Kleine batterijen (1 kWh) blijven relatief heel duur. Deze zijn gezakt van € 1400 in 2020 naar € 575 in 2025.
2. 5 kWh batterijen zijn gezakt van € 900 in 2020 naar € 375 in 2025 per kWh.
3. Het verschil per kWh tussen 5kWh, 10kWh, 20kWh is ongeveer 10% per verdubbeling. Grotere batterijen worden weinig goedkoper.
4. De batterijprijzen gaan de komende jaren nog minstens halveren. Dus nu kopen is echt heel slecht voor je portemonnee!
Mijn bron: ChatGPT die voor deze data heel veel rapporten van onderzoeksinstituten noemt.

Afgezien van de prijzen, gaan de batterijen ook nog beter worden in de komende jaren. Zowel milieutechnisch alsook de levensduur. Een levensduur van 10 jaar lijkt heel lang, maar is sneller voorbij dan je denkt. En dan zit je met je dure afgeschreven batterij. Wie dan leeft die dan zorgt?

Bij batterijen zijn er ook nog enkele andere aspecten die van belang zijn.

1. Een batterijpack bestaat altijd uit meerdere batterijcellen. Een 5S2P batterij heeft 5 cellen in S(serie) staan en 2 P(parallel), zodat deze uit totaal 10 cellen bestaat.
2. Omdat deze cellen nooit 100% gelijk zijn, is het belangrijk om ze electronisch te bewaken. Dit gaat met een BMS (Batterij management systeem). De BMS communiceert met de omvormer.
3. Een batterij-omvormer kun je altijd met slechts 1 type batterijen gebruiken. De verklaring hiervoor is eenvoudig: deze worden parallel aangesloten, en het is erg belangrijk dat ze dezelfde BMS hebben en dezelfde spanning leveren. Dus als je later batterijen bijkoopt, kan het zijn dat je je oude batterij moet vervangen omdat de nieuwe batterij misschien een iets afwijkende spanning afgeeft. Dit zal zeker zo zijn als de technologie van de batterijen verandert, wat in de lijn van de verwachting is.
4. De meeste omvormers kunnen samenwerken met meerdere fabrikaten batterijen, maar altijd moeten alle batterijen van hetzelfde fabrikaat zijn.
5. Naast Low Voltage batterijen die iets goedkoper zijn, heb je ook zogenaamde High Voltage batterijen. Deze batterijpacks worden met meer cellen in serie geconfigureerd dan LV cellen. Dit heeft tot gevolg dat de DC stromen lager zijn in het batterij-omvormer circuit en zo voor een iets hoger rendement zorgt. Dit aspect wordt belangrijker voor grotere batterijpakketten.

Projectaanpak

Mijn situatie is als volgt.
– in de garage heb ik een Solaredge 1 fase PV-omvormer.
– in de garage heb ik tevens een Ratio Solar EV-lader die op 3 fasen is aangesloten.
– in huis heb ik een technische ruimte waarin voldoende ruimte is om batterijen te plaatsen. Deze bevindt zich onder de meterkast.
– in de technische ruimte heb ik een Omniksol-4k-TL2 1 fase omvormer met 4800Wp panelen in 2 strings.

Met bovenstaande kennis heb ik nagedacht wat nu mijn strategie wordt. Omdat goede informatie zo lastig te vinden was, heb ik ChatGPT en Gemini enkele scenario’s voorgeschoteld. Op basis van deze antwoorden ben ik tot de volgende aanpak gekomen.

De Omniksol-4k-TL2 omvormer kan elk moment defect raken. Deze ga ik dan vervangen door een 3-fasen Hybride batterij-omvormer met noodstroomvoorziening. Dan overweeg ik ook om een kleine batterij van zo’n 5 kWh te kopen. Op het moment dat het aantrekkelijk wordt, zal ik waarschijnlijk afscheid nemen van de 5 kWh batterij en een groter pack kopen.
Een vraag is dan nog hoe deze samenwerkt met de omvormer in de garage. Deze kan theoretisch zoveel stroom leveren, dat de nieuwe omvormer op 1 fase niets mag leveren. Kan de omvormer hier goed mee omgaan?
Door een batterij-omvormer van een gerenommeerd merk te kiezen, hoop ik dat deze lang meegaat en ik op een later moment een groter batterijpack aan kan sluiten.

Een alternatief is om de omvormer in de garage dan te vervangen door een hybride omvormer met het gewenste batterijpakket. Een bijkomend voordeel is dat de warmte dan in de garage terechtkomt in plaats van in huis.

De techniek van omvormers is uitontwikkeld en zal niet meer goedkoper worden.
Als ik besluit om ook een kleine batterij te kopen, heb ik ook een EMS nodig.
Mijn volgende stap is nu uitzoeken welke batterij-omvormer ik ga kopen en welke EMS.
Een zoekklus waar ik jouw ideeen graag over hoor!
T.z.t zal ik deze blogpost updaten met de door mij gevonden en/of gerealiseerde oplossingen.