Accucapaciteit thuisbatterij

Bij de aanschaf van een thuisbatterij is, naast de keuze voor het maximaal te leveren vermogen (uitgedrukt in Watt), de grootte van de accucapaciteit (uitgedrukt in kWu) de meest belangrijke maar ook lastige keuze. Dat komt omdat géén enkele keuze goed of fout is. Het is een afweging tussen wensen, kosten en baten. Daarnaast, zoals je in dit artikel kan lezen, heeft de accucapaciteit invloed op nog vele andere zaken.

Van alle artikelen over thuisbatterijen is dit wel het meest belangrijke artikel. Neem dit onderwerp zeer serieus, want de accucapaciteit bepaalt primair de kosten voor de thuisbatterij.

Ga er maar eens goed voor zitten, want dit is een lang artikel. Dat komt omdat we diverse aspecten belichten, mogelijk een aantal waarvan je nog nooit van had gehoord.

Vermogen, energie, capaciteit

Als je nog niet zo goed het verschil weet tussen de termen vermogen, energie en accucapaciteit, lees dan eerst dit artikel voordat je verder leest.

Regentondilemma

De capaciteit van een thuisbatterij, die uitgedrukt wordt in kWu (kiloWattuur), is vergelijkbaar met de inhoud van een regenton. Beiden hebben een bepaalde voorraad, een regenton regenwater, een thuisbatterij elektriciteit (elektrische energie).

Als je flink wat potplanten op je terras hebt staat en/of een kasje hebt die je regenwater wil geven uit de regenton, dan zou je liefst een regenton willen hebben waaruit je het hele jaar regenwater kan halen. Maar soms regent het meerdere maanden niet of zeer beperkt en die periode moet je ook met de regenton zien te overbruggen. Wil je "altijd regenwater" dán wordt de regenton onrealistisch groot en duur.

Dus je zal een keuze moeten maken, en dat is wat we het regentondilemma hebben genoemd. We gebruiken deze metafoor niet voor niets, want dit regentondilemma geldt ook voor thuisbatterijen.

Eén regenton zal al snel op zijn. Met twee regentonnen is de kans een stuk kleiner dat hij opraakt, of het moet voor een lange tijd droog zijn, maar het kán gebeuren. Een derde regenton aanschaffen verkleint die kans sterk, maar ook dan bestaat de mogelijkheid dat hij opraakt, al is die véél kleiner dan met twee regentonnen.

Een vierde regenton geeft je nóg meer autonomie, maar de kans dat je die extra inhoud zal benutten is nog kleiner dan de inhoud van de derde regenton. Iedere extra regenton zal dus een lager benuttingspercentage hebben, dus het economische rendement daalt met de aanschaf van iedere extra regenton.

Economisch gezien zal één regenton voor 100% benut worden, want die raakt altijd wel op en wordt dus volledig benut. Een tweede regenton bijvoorbeeld maar voor 60%, een derde regenton voor bijvoorbeeld maar 40%. Een vierde regenton voor wellicht maar 10%.

Je zou kunnen zeggen dat voor iedere extra regenton de terugverdientijd daalt, heel flink daalt zelfs.

Bij de thuisbatterij is het net zo. Natuurlijk zou je in de accu van de thuisbatterij zoveel energie van je zonnepanelen willen opslaan dat je het hele jaar door van eigen elektriciteit gebruik kan maken en geen elektriciteit uit het net onttrekt. Maar daar is zóveel accucapaciteit voor nodig, dat is super onrealistisch. Dat zullen we hieronder beschrijven.

We benaderen dit dilemma bij thuisbatterijen op basis van simpele theorie waar geen speld tussen te krijgen is en die ook nog eens de praktijk meer dan bruikbaar is.

Natuurlijk geven we je een rekenmethode waarbij met gegevens in jouw situatie een vrijwel optimale accucapaciteit kan berekenen. Wil je meer accucapaciteit dan het berekende, dan blijft het altijd een afweging tussen kosten, baten en wensen. En die wensen hóeven niet economisch gedreven te zijn.

Wintertekorten onoverbrugbaar

Stel dat je jaarlijkse elektriciteitsverbruik 4832 kWu is, en je hebt zonnepanelen die, we houden het even simpel, jaarlijks ook 4832 kWu opleveren. Dan leveren je zonnepanelen dus evenveel energie leveren als je verbruik. Desondanks je zal in de periode november tot en met februari een enorm te kort hebben aan zonne-energie en elektriciteit op moeten nemen uit het net.

Als we de opbrengstgegevens van de panelen en het elektriciteitsverbruik van onszelf gebruiken, dan zien we dat in de donkere periode van het jaar (nov-feb) de zonnepanelen (24 stuks, totaal 7920 Wp) maar 863 kWu opleveren, terwijl ons werkelijk verbruik in die periode 2210 kWu is. We komen dus 1247 kWu te kort en dat moeten we onttrekken aan het net. Dus 56% van de elektriciteit die we nodig hebben in de periode nov-feb komt niet uit de zonnepanelen, maar uit het net.

Willen we die maanden november-februari doorkomen met elektriciteit uit de thuisbatterij, een belachelijk idee, dan zal een accucapaciteit benodigd zijn van 1247 kWu^[1]. En die enorme accu moet dan in de maanden vóór november geheel volgeladen zijn.

Een thuisbatterij met zo'n enorme capaciteit zou op dit moment bij benadering, hou je vast, 361.630 euro kosten (nee, we maken hier geen fout, we hebben het over miljoenen euro's). Daarnaast, daarvoor zijn zoveel accu's nodig, die wegen bij elkaar circa 14000 kg (dat is het gewicht van zo'n tien auto's).

Je ziet, zoveel accucapaciteit is totaal onrealistisch. In Nederland en België is het, vanwege de beperkte zoninstraling in de maanden november t/m februari, vrijwel onmogelijk om wat betreft elektriciteit geheel autonoom te zijn (of je moet enorme grote concessie doen).

In plaats van zo'n belachelijk grote accu kan je veel beter een véél kleinere, extra, investering in zonnepanelen doen en deze parallel aansluiten op je zonnepaneelomvormer (inverter). Meer daarover in het artikel onderdimensioneren zonnepaneelinverter.

Als wij een dubbel aantal zonnepanelen zouden gebruiken dan zou onze opbrengst in die donkere maanden stijgen van 863 naar 1726 kWu. Daarmee stijgt de het aandeel van zonne-energie in die maanden van 39% naar 78% van ons verbruik in die periode. Die extra panelen vergt een investering van maar circa 5940 euro.

Zouden we dán onze zelfvoorzienendheid willen verhogen van die 78% naar 100%, dan vergt dat een accucapaciteit van 384 kWu (nog belachelijk veel) en die kost "maar" 111.360 euro.

Dus een extra investering van 5940 euro in zonnepanelen bespaart 250.270 euro. Dus extra zonnepanelen aanschaffen is economisch veel beter dan meer accucapaciteit. Natuurlijk, in de zomer heb je dan héél veel zonne-energie over, daar heb je dan niet veel aan, maar het doel is natuurlijk meer opbrengst in de winter.

Het is duidelijk, de accucapaciteit van een thuisbatterij zal financieel en praktisch gezien beperkt worden tot "een aantal uren, hooguit één a twee dagen autonomie". Het zou mooi zijn als de thuisbatterij in de periode maart-oktober voldoende energie kan leveren om de energiebehoefte van de avond en de nacht te dekken en dat hij de volgende dag weer geladen moet worden met zonne-energie. De vraag is hoeveel accucapaciteit heb je daar voor nodig?

Accucapaciteit berekeningen

Hieronder beschrijven we twee beredeneringen (berekeningen) om een de accucapaciteit te berekenen. De eerste en tweede berekening is gericht op de praktijk en kijkt naar hoeveel zonne-energie je op bepaalde dagen over hebt en hoeveel je op zo'n dag toch weer opnam uit het net. Want zo'n situatie kan je verbeteren met een thuisbatterij. Die methode is simpel, heel leerzaam en de uitkomst is zeer bruikbaar.

Daarna beschrijven we wat het manco is aan deze beredenering en hoe je die uitkomsten kán corrigeren. Daarna beschrijven we diverse "vuistregels" die je hier en daar op het internet kan vinden om de accucapaciteit te bepalen. Die vuistregels verklaren niet hoe die uitkomst tot stand komt, is niet altijd even accuraat maar het geeft je een "gevoel in de richting".

Methode 1: theoretische benadering: "snijpunt in oktober"

Het idee achter deze theoretische benadering is de volgende. Gedurende de "zonrijke periode" heb je (vrijwel) dagelijks zonne-energie over en lever je deze (helaas) terug aan het net. Maar gedurende die dagen neem je in de avond en nacht juist energie op uit het net. Dat is natuurlijk zonde. Het zou beter zijn om die overtollige energie overdag in de accu te stoppen en gedurende de avond en nacht weer uit te halen.

Maar er is een (kleine) complicerende factor. De hoeveelheid zonne-energie fluctueert gedurende het jaar en volgt een sinus-achtige golfvorm. In de zomer is de opbrengst het hoogst, die zakt tijdens de herfst langzaam in elkaar om in de maanden december-januari op een dieptepunt te komen. Wanneer de lente in zicht komt gaat het weer crescendo en komt in de zomer weer tot zijn hoogtepunt.

Je elektriciteitsverbruik kent een vergelijkbare op en neergaande beweging die lijkt op die op de zonnepaneelopbrengst, alleen dan nét andersom. In de zomer is je verbruik relatief laag, in de herfst stijgt het flink, in de winter is deze maximaal en in de lente daalt hij weer.

Het zijn juist deze tegengestelde bewegingen waarbij het het gebruik van een thuisbatterij die de elektrische zelfvoorzienendheid sterk zal verhogen.

In de theoretische berekening van de benodigde accucapaciteit maken we niet gebruik van het werkelijk verbruik en de werkelijke zonnepaneelopbrengst (zoals de later te behandelen vuistregels), maar van de opname en het terugleveren uit het net, hierna te noemen levering, en de teruglevering aan het net. Daartussen zit een subtiel verschil die niet iedereen op zijn netvlies heeft, daarom een kleine uitleg.

Als je zonnepanelen hebt, zal een deel van die opbrengst meteen door de apparaten in je woning verbruikt worden. Hierdoor is je teruglevering lager dan je zonnepaneelopbrengst. En omdat een deel van de elektriciteit van je apparaten door de zonnepanelen geleverd wordt zal dáárdoor de levering uit het net lager zijn dan je werkelijk elektriciteitsverbruik.

Als voorbeeld gebruiken we een willekeurige dag in de zomer. Opbrengst zonnepanelen: 10 kWu, werkelijk (eigen) verbruik: 5 kWu, levering uit het: 3 kWu, teruglevering: 8 kWu.

In dit voorbeeld is je verbruik gedurende de 24 uur 5 kWu geweest, maar op de dag is 2 kWu van de zonnepaneelopbrengst direct gebruikt voor je verbruik, vandaar dat de teruglevering 10-2=8 kWu, en de opname uit het net 5-2=3 kWu is geweest.

Omdat je energieleverancier je niet afrekent op je verbruik maar op de levering en de vergoeding voor teruglevering beperkt is, wil je de levering én de teruglevering zo laag mogelijk houden, vandaar dat we van dié gegevens gebruik maken en niet van de zonnepaneelopbrengst en je werkelijk verbruik.

Tja, wat is nou wijsheid? Een 4 kWu accu is een goed verdedigbare keuze, alleen zal je in het voorjaar in de eerste weken vanaf het omslagpunt niet voldoende accucapaciteit hebben om de avond en nacht door te komen. Dan zou je 6,6 kWu nodig hebben. Zo'n keuze is ook verdedigbaar, want je hebt in het voorjaarsomslagpunt voldoende teruglevering, die zou je met een 4 kWu accu niet voldoende kunnen benutten. Met een 6,6 kWu accu benut je die wél.

Een grotere accucapaciteit dan in dit voorbeeld van 6,6 kWu lijkt op het eerste gezicht niet logisch. Want waarom zou je een accu kopen die meer elektriciteit kan opslaan dan je gemiddeld in de avond en nacht zal verbruiken? Dus 6,6 kWu is ook een zeer verdedigbare keuze.

Methode 3: gecorrigeerde theoretische benadering

Tot nu toe hebben we regelmatig het woord "gemiddeld" gebruikt. In de methoden 1 en 2 hebben we ons gebaseerd op de gemiddelde dagwaarde berekend vanuit de wekelijkse metingen.

Maar gedurende zeven dagen zal de levering en vooral de teruglevering flink fluctueren. Dat komt vooral doordat de zon niet iedere dag evenveel schijnt. Zo heb je zonovergoten dagen er tussen zitten, maar ook dagen dat de zon nauwelijks zich laat zien. En op zo'n dag, of dagen, komt je teruglevering te kort om de accu weer volledig op te kunnen laden.

Vanuit dat perspectief is de keuze voor een grotere accu, dan methode 2 zeer verdedigbaar. Nou is het niet zo dat als je een dag geen zonneschijn hebt, dat je (in dit voorbeeld) 6,6 kWu te kort komt. Want ook bij bewolkt weer zullen de zonnepanelen ook energie opwekken, alleen niet zo veel.

Stel dat je de accucapaciteit, we stellen maar wat voor, 66% groter kiest, dus in dit voorbeeld 11 kWu, dan zal je mogelijk de avond en nacht ná een dag met bewolkt weer toch kunnen overbruggen. Want de dag daarvoor was mogelijk voldoende teruglevering beschikbaar om een 11 kWu accu op te laden. En na één avond en nacht heb je dan circa 11-6,6=4,4 kWu over en samen met hopelijk 2,2 kWu teruglevering van die sombere dag, is voldoende om weer de avond en nacht te overbruggen.

Dus een 11 kWu accucapaciteit is ook goed verdedigbaar. Realiseer dat de cijfers die we hiervoor noemden om de 11 kWu accu te verdedigen gebaseerd zijn op aannames. Want heb je wel 2,2 kWu teruglevering over op die sombere dag? Maar je zal begrijpen dat met een grotere accucapaciteit je wellicht niet voor de 100% maar wel een groot gedeelte van een sombere dag kan overbruggen.

Dan kan je ook denken, maar wat als nou twee sombere dagen achter elkaar voorkomen? Ja, dan redt je het niet met een 11 kWu accu. Wil je ook in zo'n situatie een zelfvoorzienendheid van 100% willen hebben, dan moet je nog dieper in je buidel tasten en een nog grotere accucapaciteit nemen.

We komen nu in het eerder besproken regentondilemma. Met een grotere accu neemt de kans toe dat je ook één of meerdere wat sombere dagen door kan komen, maar heeft economisch gezien nadelen. Als we het voorbeeld in dit artikel gebruiken dan is een 4 kWu accu, economisch gezien het meest optimale. En daarbij doelen we op het rendement van de investering. Die 4 kWu accu zal, in de periode maart-oktober, gemiddeld genomen voor vrijwel 100% gebruikt worden. Want de elektriciteit die je tekort komt (dus de levering) is gemiddeld genomen 4 kWu óf meer. Overdag wordt de accu volledig opgeladen en in de avond en nacht weer volledig ontladen. Je benut hem dus voor 100%.

Bij een grotere accu, bijvoorbeeld van 6,6 kWu zal je die in het voorjaar wel voor 100% gebruiken, maar in het najaar als je maar 4 kWu nodig hebt is de benutting maar 60%. Dus maakt je niet optimaal gebruik van de investering van je accu.

Maar je moet niet alleen kijken naar de benutting van de accu, maar ook berekenen hoeveel je met de thuisbatterij per jaar kan besparen. Want iedere kWu van je eigen zonnepanelen kost je maar 9 of 5 eurocent (een onderbouwing is in dit artikel besproken). En als je die energie toch over hebt kan je die wellicht beter in een accu opslaan. Immers, als je die kWu had moeten afnemen van het net kost dat circa 28 eurocent.

Vuistregels (van anderen)

Op het internet kwamen wij diverse artikelen tegen over thuisbatterijen waarbij gebruik wordt gemaakt van een vuistregel voor het berekenen van de accucapaciteit.

Het eerste type vuistregel kwamen we tegen op diverse sites. Daarbij neemt men de totale kWp waarde (let op: het is kiloWp, dus de Wp waarde gedeeld door 1000) van je zonnepanelen en vermenigvuldig die met een bepaalde factor. Die factor varieerde van site tot site. Zo zagen we factoren van 1, 1,25, 1,4, 1,5 en 1,6. Stel dat we 1,5 zouden gebruiken en dat we zoals bij ons 7,9 kWp aan zonnepanelen hebben, daar zou dan een accu van 7,9 x 1,5 = 11,85 kWu bij passen. Bij ons is dat een heel redelijk getal, maar de vuistregel gaat (een beetje) manco omdat men uitgaat van de zonnepaneelopbrengst. Daarbij gaat men er van uit dat men een zonnepaneelinstallatie heeft die in (redelijk) aansluit bij je verbruik. Maar dat is niet altijd het geval. Sommigen zouden wel zoveel panelen willen neerleggen, maar kunnen dat, door wat voor omstandigheden dan ook niet. En bij relatief kleine zonnepaneelinstallaties (ten opzichte van het gebruik) gaat die vuistregel mank. Het gaat er niet om hoeveel je opwekt, maar hoeveel je teruglevert aan het net en hoeverre dat de levering gecompenseerd kan worden.

Een tweede vuistregel die we tegenkwamen gebruikt de teruglevering op de specifieke dagen: 11 juli, "ergens" in oktober (dat stond er letterlijk) en 5 maart, en men nam daar het gemiddelde van. Het voorbeeld dat men gebruikte was dat de opbrengst op die dagen 11, 8 en 5 kWu was. Het gemiddelde was (11+8+5)/3=8 kWu, en omdat je op die dagen gemiddeld 8 kWu teruglevert zou een accucapaciteit van 8 kWu een juiste keus zijn. Ook dit is naar onze mening een te simpele kijk op de zaak. Het gaat voorbij aan het benodigd verbruik / opname uit het net.

Een derde vuistregel die we tegenkwamen gaat uit van je elektriciteitsverbruik per jaar. Die deel je door 365 en dat is dan de accucapaciteit die bij je zou passen. Feitelijk rekent men hier je gemiddeld gebruik uit per dag, en de accu moet daarmee het verbruik in de avond en nacht kunnen overbruggen.

In onze situatie, wij gebruikten in de besproken periode 4832 kWu in één jaar, volgt daar uit dat een accucapaciteit benodigd is van 4832/365=13,2 kWu. Zeker geen onaardige benadering, maar alleen het verbruik speelt in deze berekening een rol, hoe groot of klein je teruglevering is, speelt geen rol. En natuurlijk speelt dat wél een rol.

Conclusie berekeningen

We begonnen dit artikel met je te vertellen dat geen één berekening goed of fout is. Zoals je uit onze theoretische berekeningen hebt kunnen opmaken is de "oktober kantelpuntmethode" een conservatieve benadering waarbij je het hoogste rendement uit je investering kan halen.

De "maart kantelpuntmethode" is een stuk progressiever, waarbij je meer zonnepaneelopbrengst ten goede laat komen aan eigen gebruik, maar het heeft wel een iets hogere prijs, en zal een iets lager economisch rendement hebben. Maar het verhoogt je zelfvoorzienendheid en voelt beter aan.

Bij de "maart kantelpuntmethode keer 1,66" belanden we al in het regentondilemma, waarbij de factor 1,66 natuurlijk maar een slag in de lucht is. Maar hiermee zal je met je acculading door meer donkere dagen komen. Een nog hogere factor, bijvoorbeeld 2, levert je een nog hoger zelfvoorzienendheidpercentage op, maar dat heeft zijn prijs.

Maar er is meer

Was het op basis van het voorgaande al lastig om keuzes te maken, er blijken nog meer factoren een rol te spelen die invloed hebben op je keuze. We noemen een paar termen die we hierna gaan behandelen: levensduur en degradatie van de accu, DoD, temperatuur en dat er een relatie bestaat tussen het vermogen van je zonnepaneelinverter (omvormer) en de accucapaciteit van de thuisbatterij.

Die onderwerpen behandelen we in het tweede deel van dit artikel.

Problemen met een 1-fase thuisbatterij bij een 3-fase aansluiting?

Veel toekomstige thuisbatterij-eigenaren maken zich zorgen dat de thuisbatterij maar op één fase werkt en dat dit problemen oplevert met een driefase aansluiting. Want dan zal je op één fase terugleveren en tegelijkertijd elektriciteit geleverd krijgen over de andere twee fases. Nul-op-de-meter gaat dan niet werken, denken ze. In dit artikel leggen we alle details uit en brengen we het goede nieuws: het werkt gewoon zoals je zou hopen!

Overzicht van veelverkochte thuisbatterijen en hun reviews

Een goede oriëntatie op thuisbatterijen begint bij een overzicht van veel verkochte fabrikanten en modellen met links naar reviews van de betreffende modellen.

Met de kieswijzer gemakkelijk de juiste thuisbatterij kiezen

Een thuisbatterij kiezen die voor jouw situatie geschikt is blijkt lastig. Met de kieswijzer maak je in een paar stappen de keuze voor de juiste type thuisbatterij.

Wat zijn de voor- en nadelen van een thuisbatterij met "stekker"?

Een thuisbatterij is in diverse uitvoeringen te koop, onder andere een versie met "stekker" (de andere hebben dat niet). Zo'n thuisbatterij is wel zo makkelijk, je steekt de stekker in een willekeurig stopcontact. Dat is inderdaad gemakkelijk, maar het komt ook met een beperking.

voorwaarden   disclaimer

publicatie: 20240916

aanpassing/controle: 20250111

Foutje of aanvulling? Stuur ons een reactie