Speelt het vermogen van een thuisbatterij een kritische rol?

Bij een thuisbatterij zijn twee specificaties van groot belang, de capaciteit van de accu en het maximaal te leveren vermogen.

In dit artikel bespreken we wat het belang is van het maximaal te leveren vermogen van de thuisbatterij en wat de gevolgen zijn als dat vermogen minder is dan de apparaten die je met de thuisbatterij wil voorzien van elektriciteit.

(maximaal) Vermogen thuisbatterij

Iedere thuisbatterij bevat een omvormer die de gelijkspanning van de accu omzet in 230 Volt wisselspanning. Die omvormer heeft, afhankelijk van het model thuisbatterij, een bepaald maximaal vermogen (uitgedrukt in Watt). We bespreken welke aspecten een rol spelen bij de keuze van het maximum te leveren vermogen van de thuisbatterij.

Alleen van toepassing op...

Bij dit onderwerp moeten we een groot onderscheid maken tussen twee typen thuisbatterijen. Zo bestaan thuisbatterijen die eilandbedrijf ondersteunen, die zullen gewoon doorgaan met het leveren van elektriciteit ondanks een netspanningsuitval. Daarbij zal je het maximale te leveren vermogen van de thuisbatterij moeten respecteren. Doe je dit niet, dan valt de omvormer (tijdelijk) uit en zit je eventjes zonder stroom. De thuisbatterij die in eilandbedrijf kan werken en een maximaal te leveren vermogen heeft van bijvoorbeeld 4500 Watt, kan, het klinkt zo logisch, niet meer dan 4500 Watt leveren. Zet je de waterkoker (2400 Watt) en tegelijkertijd de magnetron (1500 Watt) aan, dus samen 3900 Watt, dan gaat alles goed.

Zet je dan ook nog een airfryer aan van 1400 Watt, dan is dat samen 5300 Watt, dat is meer dan 4500 Watt die de thuisbatterij kan leveren en schakelt de thuisbatterij zich (tijdelijk) uit. Pats, geen licht meer.

Bij een "normale" thuisbatterij, die niet in eilandbedrijf kan werken, dus alleen in netbedrijf maakt het totaal niet uit hoeveel apparaten je aan zet, al het vermogen komt uit het net (en draagt de thuisbatterij zijn steentje bij). De beperking zijn de zekeringen in de groepenkast.

Vermogen thuisbatterij gerelateerd aan verbruik apparatuur?

Stel dat het maximum vermogen die een thuisbatterij kan leveren 3000 Watt is. En je zet in de avond, als dus geen zonne-energie meer beschikbaar is, een waterkoker aan met een vermogen van 2400 Watt. Dan kan de thuisbatterij met zijn maximum vermogen van 3000 Watt met gemak de benodigde elektriciteit leveren voor die waterkoker. Dus tijdens het verwarmen van het water in de waterkoker zal je geen energie uit het net opnemen, maar komt dit volledig uit je thuisbatterij.

Tot zover niet moeilijk. Maar stel dat gelijktijdig met de waterkoker van 2400 Watt, de oven aangezet wordt. Die oven heeft een vermogen van bijvoorbeeld 2500 Watt. Samen dus een vermogen van 4900 Watt.

Wat gebeurd er in zo'n situatie? Slaat een zekering van de thuisbatterij door omdat de thuisbatterij meer vermogen moet leveren dan hij kan?

Nee hoor, gelukkig niet. De waterkoker en oven gebruiken samen 4900 Watt, de thuisbatterij zal niet meer dan zijn maximum vermogen leveren, dat is in dit voorbeeld 3000 Watt. Dus kom je 4900-3000=1900 Watt te kort. Dat tekort van 1900 Watt wordt, geheel automatisch, uit het net geleverd.

Tijdens het gebruik van de waterkoker was een zelfvoorzienendheid van 100% van toepassing, alle elektriciteit kwam immers uit de thuisbatterij. Toen de oven aangezet werd, kwam een deel van het benodigde vermogen uit het net en daalde de zelfvoorzienendheid naar 61% (3000/4900=0,61). Dus uit het net betrok je 39% van de elektriciteit die op dat moment noodzakelijk was.

Wellicht denk je, maar daar heb ik geen thuisbatterij voor aangeschaft, ik wil dat álles uit de thuisbatterij komt. Dat kan natuurlijk, dan zal je een thuisbatterij moeten kopen met een hoger maximum vermogen. Dus in dit voorbeeld geen 3000 Watt maar 4900 Watt.

Maar zal 4900 Watt wel het maximum opgenomen vermogen zijn? Wat nou als nou ook de vaatwasser, wasmachine, droger, warmtepomp aanstaat en in de badkamer iemand zijn haar staat te föhnen? Dan heb je wellicht een opgenomen vermogen van 10.000 Watt, wellicht nog zelfs meer. Een thuisbatterij die zoveel vermogen kan leveren kost veel geld.

Is veel vermogen kunnen leveren wel slim?

Je moet je afvragen, is het wel realistisch om zoveel vermogen uit je thuisbatterij te willen betrekken? Is dat economisch wel rendabel? Wellicht speelt geld geen rol, zoals bij Olivier B. Bommel, maar is het zo erg om met iets minder genoegen te stellen?

Bedenk het doel wat je voor ogen hebt met een thuisbatterij. Vrijwel iedereen zal als doel hebben om de zelfvoorzienendheid, die bij gebruik van zonnepanelen circa 20-30% is, flink te verhogen. Dat gebeurd door de zonne-energie die je overdag over hebt, niet terug te leveren aan het net maar zoveel als mogelijk op te slaan in de accu van de thuisbatterij voor gebruik in de avond en nacht.

Zo kan een thuisbatterij de zelfvoorzienendheid verhogen tot bijvoorbeeld 50% of meer. Een zelfvoorzienendheid van 100% is, zal je later lezen, toch niet mogelijk. Daarom is het niet altijd slim om tegen een hoge prijs te zorgen dat de thuisbatterij al het benodigde vermogen kan leveren.

Relatie vermogen en accucapaciteit

Wat je wellicht nog niet wist is dat een relatie bestaat tussen de accucapaciteit en het maximaal te leveren vermogen. Hoe hoger het te leveren vermogen van de thuisbatterij, hoe groter de accucapaciteit moet zijn.

Die relatie heeft te maken met de levensduur van een accu. Snel ontladen is slecht voor de accu en leidt tot een versnelde veroudering van de accu.

Bij de veel gebruikte LFP accu's wordt veelal het te leveren vermogen beperkt tot circa 20% tot 25% van de accucapaciteit. Een 5 kWh accu zou dan 1 kW (1000 Watt) of 1,25 kW (1250 Watt) vermogen kunnen leveren.

Op basis van deze beperking zou een thuisbatterij die 10.000 Watt moeten kunnen leveren een accu moeten bezitten met een capaciteit van 40 tot 50 kWh. Een thuisbatterij met zo'n grote accucapaciteit is zeer kostbaar.

Het is ook helemaal niet zo erg als je tijdelijke stroompieken niet volledig kan opvangen uit de thuisbatterij. Wat vooral van belang is dat de apparaten die langdurig stroom trekken deze hun elektriciteit krijgen uit de thuisbatterij gedurende de avond een nacht.

Om je een gevoel te geven. Een pomp van een vloerverwarming staat vaak continue, of anders zeer langdurig aan. Zo'n pomp heeft bijvoorbeeld een vermogen van 80 Watt. Gedurende de avond en nacht, dat is bijvoorbeeld 12 uur, neemt alleen die pomp al 12x80=960 Wu of 0,96 kWh op, dus haast 1 kWh.

Stel dat je een thuisbatterij hebt met een accucapaciteit van 5 kWh dan zal die pomp al 20% van je accucapaciteit gebruiken.

Een koelkast vraagt gedurende die twaalf uur bijvoorbeeld 0,4 kWh en een vriezer 0,6 kWh. De mechanische ventilatie mogelijk 0,9 kWh (75 Watt x 12 uur = 900 Wu) en een avondje tv kijken zal circa 0,5 kWh kosten.

Alleen al deze dingen bij elkaar vergen 0,96 + 0,4 + 0,6 + 0,9 + 0,5 = 3,36 kWh en dan hebben we het nog niet gehad over verlichting, internetrouter, laders en weet ik wat nog meer continue aanstaat. Je hebt met deze dingen al snel een thuisbatterij nodig met een accucapaciteit van 5 kWh, veelal meer.

Het zou al prachtig zijn dat je al die dingen kan voorzien van elektriciteit uit de thuisbatterij. En een thuisbatterij van 5 kWh zal doorgaans zo'n 1000 Watt maximaal vermogen kunnen leveren. Dat sluit redelijk goed aan op het opgenomen vermogen van de genoemde apparaten.

Gebruik je apparaten met veel vermogen, zoals de oven, inductief koken, vaatwasser, wasmachine, water koken, airco en een föhn, dan zal de thuisbatterij mogelijk (afhankelijk van het model) maar een deel van die energie kunnen leveren. Wat de thuisbatterij te kort komt, wordt geleverd uit het net.

Maar laten we wel wezen, een groot deel van je verbruik komt dan al uit de thuisbatterij en daar was het om te doen. Natuurlijk, een thuisbatterij met een grotere accucapaciteit en dus ook een groter maximum te leveren vermogen kan nog verder je verbruik dekken, maar daar hangt wel een prijskaartje aan.

100% praktisch niet haalbaar

Bedenk dat de thuisbatterij in de maanden maart t/m oktober je goede diensten kan bewijzen. Maar in de periode november t/m februari, de zogenaamde donkere maanden is het aantal zonne-uren zo beperkt en staat de zon zo laag, dan je in die tijd een chronisch gebrek hebt aan elektriciteit uit je zonnepanelen. Dus in die periode wordt de thuisbatterij maar heel beperkt gebruikt.

Ook al heb je een thuisbatterij met een enorm maximum te leveren vermogen en grote accucapaciteit, honderd procent zelfvoorzienendheid zal je, praktisch/financieel gezien, niet bereiken tenzij je zeer grote beperkingen accepteert in de winterperiode (en heel veel dakoppervlakte hebt voor het installeren van zonnepanelen). Met die kennis over het voorgaande zal je wellicht je verwachtingen met betrekking tot het maximum vermogen bijstellen.

Ontlaadvermogen 20%, 25% of zelfs 100%?

We schreven hiervoor dat het beter is een accu met maximaal 20 tot 25% van zijn accucapaciteit te ontladen. Dat beperkt daarmee het vermogen dat uit de accu geleverd kan worden. Een accu met en capaciteit van bijvoorbeeld 8 kWh kan bij 25% ontlaadvermogen maar 2 kW (2000 Watt) leveren.

Wanneer je brochures bekijkt van fabrikanten van thuisbatterijen zal je zien dat ze vaak een maximum van 100% ontlaadvermogen hanteren. Een 4 kWh thuisbatterij kan dan maximaal 4 kW (4000 Watt) leveren.

Zijn wij nu abuis of hoe zit het?

Nee, dat heet marketing. Iedereen die verstand heeft van LFP accu's weet dat je beter de accu met 20-25% van de accucapaciteit kan ontladen. Natuurlijk kan je 100% gebruiken, maar de accu vindt dat "minder prettig" en krijgt het zwaar voor zijn kiezen. Hoe hoger het ontlaadvermogen, hoe korter de levensduur van de accu, en niet te vergeten, ook hoe lager het rendement zal zijn (lees de thuisbatterij wordt flink warm).

Bij accu's is er eenmaal een fundamentele relatie tussen de levensduur en het ontlaadvermogen (dit geldt evenzo voor het laadvermogen).

Fabrikanten weten dit ook, maar willen graag met mooie getallen pronken. Dus staan ze je (mogelijk) toe om tot 100% ontlaadvermogen te gebruiken. Maar als je bij de specificaties van de thuisbatterij kijkt in de brochure, dan zal je onderaan in kleine lettertjes lezen dat de opgegeven levensduur van de accu, iets van 6000-8000 cycli, alleen geldt bij een ontlaadstroom van 0,2C.

Die 0,2C schrijfwijze is de technische schrijfwijze van de ontlaadstroom. 0,2C betekent 0,2 keer de accucapaciteit. Lees hier meer over in het artikel over de C-waarde. Vaak zie je ook een aanvulling op de DoD, die bij de gespecificeerde levensduur bijvoorbeeld maximaal 80 of 90% mag zijn. Dus op die manier dekt de afdeling marketing zich in.

Dus, hoewel je veel meer vermogen uit de accu kan trekken als de geadviseerde 20 of 25% van de accucapaciteit, is het niet zo verstandig. Eventjes of af en toe is niet heel erg. Maar dat moet je niet zeer frequent doen. Vaak kan daarom bij thuisbatterijen het maximaal vermogen beperken. Het advies is om dat lager te zetten dan die 100%. Of je dat doet is aan jou, zolang je maar weet dat langdurig zwaar belasten de levensduur van de accu beperkt. Daarmee kan je zelf de afweging maken.

Resumé

Het is helemaal niet erg als de "normale" thuisbatterij (die niet in eilandbedrijf kan werken) een beperkt maximum vermogen heeft, alle beetjes helpen en zullen je zelfvoorzienendheid sterk verhogen.