Combinaties van een PV-systeem met een thuisbatterij afhankelijk van de netaansluiting
3-fasen aansluiting
Indien een woning is voorzien van een 3-fasen aansluiting, waarbij de aanwezige groepen over de drie fasen zijn verdeeld, is het goed om te weten wat de consequenties kunnen zijn van de keuze van de omvormer wanneer een thuisbatterij wordt overwogen:
3-fasen PV-omvormer met 3-fasen batterijomvormer
Indien er tijdens de opwekking geen of onvoldoende afnemers aanwezig zijn, wordt de overtollige energie in de batterij opgeslagen. Alle drie de fasen dragen hieraan bij.
Bij het ontladen kunnen apparaten op alle fasen gebruikmaken van de opgeslagen batterij-energie. Het beschikbare vermogen is afhankelijk van het maximale vermogen van de omvormer van de batterij, welke de gelijkspanning van de batterij omzet naar wisselspanning.
3-fasen PV-omvormer met 1-fase batterijomvormer
Een PV-systeem met een 3-fasen omvormer en een thuisbatterij met een 1-fase omvormer kan slechts vermogen opnemen via de fase waarop de batterijomvormer is aangesloten. Hierdoor kan, afhankelijk van de verdeling van de zonneproductie en het gelijktijdige elektriciteitsverbruik over de drie fasen, een deel van de beschikbare zonne-energie niet direct in de batterij worden opgeslagen en wordt deze teruggeleverd aan het elektriciteitsnet.
Een 1-fase batterijomvormer levert en neemt vermogen op via één fase. Hierdoor kan slechts op die fase batterijvermogen worden uitgewisseld. Deze situatie doet zich bijvoorbeeld voor wanneer gekozen is voor een eenvoudige stekkerbatterij.
Opmerking: Bij een stekkerbatterij zijn nog andere beperkingen maar die vallen buiten de scope van deze bijlage.
1-fase aansluiting
In oudere woningen is vaak slechts een 1-fase aansluiting aanwezig. Wanneer later zonnepanelen zijn geplaatst, is daarbij doorgaans een 1-fase PV-omvormer toegepast.
In deze situatie bevinden zowel de opwekking als het volledige huishoudelijke verbruik zich op dezelfde fase. Hierdoor kan een thuisbatterij met een 1-fase omvormer de overtollige zonne-energie relatief efficiënt opslaan en later weer beschikbaar maken voor de gehele woning.
Omdat alle apparaten op dezelfde fase zijn aangesloten:
- ontstaat geen fase-onbalans;
- is er geen sprake van energie-uitwisseling tussen verschillende fasen;
- kan de batterij het eigen verbruik doorgaans effectief ondersteunen.
Wel blijft het maximale vermogen beperkt door de capaciteit van de 1-fase aansluiting en de aangesloten eindgroepen. Volgens de NEN 1010-norm bedraagt het maximale continue vermogen van een standaard 16 Ampère eindgroep circa 3.680 Watt. Hierdoor kunnen zowel de PV-omvormer als de batterijomvormer in vermogen beperkt zijn ten opzichte van grotere 3-fasen systemen.
(H)EMS
Moderne batterijsystemen worden vaak aangestuurd door een Energy Management System (EMS) of Home Energy Management System (HEMS). Dit systeem bepaalt wanneer de batterij wordt geladen of ontladen en stemt dit af op de actuele zonneproductie, het elektriciteitsverbruik en – indien beschikbaar – dynamische elektriciteitsprijzen.
De slimme meter saldeert, maar de energiestroom blijft fysiek bestaan
Wanneer een batterij op fase L1 energie levert en een verbruiker op fase L2 deze energie gebruikt, loopt de energiestroom fysiek nog steeds via het elektriciteitsnet. De slimme meter bepaalt echter eerst het netto vermogen over alle drie de fasen. Hierdoor wordt eerst het netto vermogen bepaald, waarna uitsluitend het netto resultaat als afname of teruglevering wordt geregistreerd.
Wanneer wordt een 3-fase batterij interessanter?
De situatie verandert wanneer de nadruk verschuift van salderen naar het maximaal benutten van eigen zonnestroom. Dat is bijvoorbeeld het geval wanneer:
- de salderingsregeling verder wordt afgebouwd of vervalt;
- energieleveranciers terugleverkosten rekenen (inmiddels bij veel leveranciers het geval);
- dynamische elektriciteitstarieven worden toegepast;
- gestuurd wordt op maximale zelfconsumptie;
- piekbelasting of netcongestie een grotere rol gaat spelen.
In deze situaties wordt niet alleen de financiële verrekening belangrijk, maar vooral hoeveel van de opgewekte zonnestroom direct in de batterij kan worden opgeslagen.
Beperking van een 1-fase batterij
Bij een 3-fase PV-installatie verdeelt de omvormer de opgewekte energie over alle drie de fasen. Een batterij met een 1-fase omvormer kan echter alleen op één fase laden en ontladen.
Daardoor kan, afhankelijk van de verdeling van productie en verbruik over de drie fasen, een deel van de beschikbare zonne-energie niet in de batterij worden opgeslagen. Dat leidt tot meer teruglevering aan het net en een lagere mate van zelfconsumptie.
Een EMS of HEMS kan het energieverbruik in de woning wel slimmer aansturen, bijvoorbeeld door een warmtepomp, laadpaal of boiler in te schakelen wanneer er veel zonne-energie beschikbaar is. Daarmee kan het systeem de zelfconsumptie verhogen, maar het neemt de fysieke beperking van een 1-fase batterijomvormer niet weg.
Voordelen van een 3-fase batterij
Een batterij met een 3-fase omvormer kan:
- gelijktijdig vermogen opnemen en leveren op alle drie de fasen;
- een groter deel van de beschikbare zonnestroom opslaan;
- de mate van zelfconsumptie vergroten en daardoor de teruglevering aan het elektriciteitsnet verder beperken;
- het eigen elektriciteitsverbruik efficiënter dekken;
- beter aansluiten op woningen met een hoog en over meerdere fasen verdeeld elektriciteitsverbruik.
Voor woningen met een 3-fasen aansluiting, een grotere PV-installatie, een warmtepomp, laadpaal of een hoog elektriciteitsverbruik is een 3-fase batterijsysteem daarom meestal de meest toekomstbestendige oplossing.
Noodstroomfunctie
Wanneer ook een noodstroomvoorziening gewenst is, zijn vaak aanvullende voorzieningen nodig. Denk hierbij aan een hybride of batterij-omvormer die geschikt is voor eilandbedrijf (off-grid bedrijf), een automatische netontkoppeling en een aangepaste verdeler. Niet iedere thuisbatterij ondersteunt deze functionaliteit.
Praktische conclusie
Wanneer kies je welke oplossing?
1-fase batterij
- Woning met 1-fase aansluiting.
- Kleine PV-installatie.
- Beperkt elektriciteitsverbruik.
3-fase batterij
- 3-fase aansluiting.
- Grotere PV-installatie.
- Warmtepomp.
- Elektrische auto.
- Hoog elektriciteitsverbruik.
- Maximale zelfconsumptie gewenst.