Als het om thuisbatterijen gaat, worden er soms termen gebruikt als ‘zelfvoorzienend’ of ‘onafhankelijk van het elektriciteitsnet’. Dat suggereert dat de elektriciteitsaansluiting de deur uit kan. Is dat zo? Hoe groot moet een thuisbatterij voor mij zijn om off-grid te gaan?
Wij hebben een jaarlijks stroomverbruik van iets minder dan 3000 kWh. Onze zonnepanelen wekken juist iets meer dan 3000 kWh stroom per jaar op. Op het eerste gezicht lijkt het dus te kunnen: als we alle overtollige zonnestroom opslaan in een batterij, en dit op een later moment gebruiken om in ons stroomverbruik te voorzien, zou onze woning van het net af kunnen.
Van alle stroom die de zonnepanelen opwekken, gebruikten we vorig jaar slechts 27% direct zelf in huis. De overige 73% (2200 kWh) moet dus in de batterij opgeslagen worden. Deels gaat dit om stroom die overdag wordt opgewekt en ’s avonds en ’s nachts gebruikt kan worden. De opwek van zonnepanelen is echter heel ongelijk verdeeld is over het jaar, waardoor de batterij ook stroom van de zomer naar de winter moet verplaatsen.
Met onze energie-data van vorig jaar heb ik gekeken hoe groot de batterij zou moeten zijn.
Een eerste inschatting
Via de app van mijn p1-meter kan ik mijn meterstanden van vorig jaar downloaden. Zo weet ik voor elk kwartier hoeveel stroom we hebben verbruikt en teruggeleverd aan het net. Hiermee kan ik een inschatting maken: als er in een kwartier stroom aan het net geleverd is, slaat een virtuele batterij dit op, en als er stroom verbruikt wordt, ontlaadt deze batterij. Zo gaat de batterij alle kwartieren in het jaar bij langs.
Als deze virtuele batterij op 1 januari leeg begint, stuit hij direct op een probleem: in de donkere wintermaanden wordt meer verbruikt dan opgewekt, en dus kan de batterij niet in de stroomvraag voorzien. Daarom neem ik aan dat er aan het begin van het jaar al 550 kWh stroom in de batterij zit. Dan zit er wel het hele jaar genoeg in de batterij om in de stroomvraag van ons huis te voorzien.
Bij het laden en ontladen houd ik verder rekening met energieverliezen die optreden bij een batterij.
Efficiëntie van een batterij
Bij het opslaan van stroom in een batterij treden er verliezen op. Zo gaat een deel van de energie verloren als warmte. Dit wordt aangeduid als efficiëntie. Vaak wordt voor een lithium-ion batterij bijvoorbeeld gerekend met een efficiëntie van zo’n 90%. Dat betekent dat voor elke kWh die erin wordt geladen, er maar 0,9 kWh weer uitkomt.
Vorig jaar was de opwek van onze zonnepanelen meer dan 10% hoger dan ons verbruik, waardoor dit verlies geen probleem hoeft te zijn om zelfvoorzienend te worden met de thuisbatterij.
Kleine zeecontainers
Van januari tot en met maart loopt de batterij langzaam leeg, doordat we gemiddeld per dag meer verbruiken dan opwekken. Vanaf april is er dagelijks gemiddeld juist meer opwek dan verbruik, zodat de batterij aan het eind van de maand voller zit dan aan het begin. In oktober keert dat weer om, maar aan het eind van het jaar zit er nog genoeg stroom in de batterij om aan het volgende jaar te beginnen.
Nu kan ik aflezen hoe groot de batterij in dit geval moet zijn. Het blijkt dat een batterij met een capaciteit van 1300 kWh – ofwel 1,3 MWh – volstaat:
Hoe groot is een batterij van 1300 kWh? Gangbare thuisbatterijen hebben een capaciteit van bijvoorbeeld 5 of 10 kWh. Daar zou ik er dus meer dan honderd van nodig hebben. Een snelle zoektocht op het internet leert me dat ik bij een batterij van 1000 kWh moet denken aan het formaat van een kleine zeecontainer.
Zelfontlading
Er moet echter nog wel rekening gehouden worden met zelfontlading. Volgens wikipedia is dit voor een lithium-ion batterij zo’n 5-10% per maand. Dit betekent – in het gunstigste geval – dat als we eind mei 100 kWh zonnestroom over heb die we pas in december gebruiken, er dan nog maar 74 kWh van over is.
Als ik daarvoor corrigeer, blijft er aan het einde van het jaar te weinig stroom over in de batterij om in het nieuwe jaar ons huis weer van stroom te voorzien:
Zelfvoorzienend worden zit er met zo’n batterij dus niet in. Nu kunnen we natuurlijk zonnepanelen bijplaatsen – bovenop de zeecontainer is daar misschien wel ruimte voor. Maar als we all-electric zouden gaan verwarmen (en juist in de winter veel stroom nodig hebben, terwijl de zonnepanelen vooral in de zomer veel opwekken) wordt de situatie nog veel lastiger…
Niet zelfvoorzienend met een thuisbatterij
Kortom, om zelfvoorzienend te worden in je stroomverbruik, moet je zonnestroom van de zomer naar de winter kunnen verplaatsen. Dat is niet haalbaar met een thuisbatterij.
Een thuisbatterij kan vooral nuttig zijn om stroom die overdag wordt opgewekt, te gebruiken om je huis ’s avonds en ’s nachts van stroom te voorzien. Met een thuisbatterij van een paar kWh kun je je zelfverbruikpercentage hiermee vaak al flink verhogen. Daarover binnenkort meer!
