Hoe werkt een thuisbatterij en wat houdt nul-op-de-meter in?

Een thuisbatterij beschikt over een accu die overdag je overtollige zonne-energie opslaat waar je in de avond weer gebruik van kan maken^[1] De thuisbatterij streeft dat je geen elektriciteit afneemt van het elektriciteitnet, het zogenaamde "nul-op-de-meter" (NOM)^[1].

Nul op de meter (NOM)

Een thuisbatterij is net als je vaatwasser of oven verbonden aan de elektrische installatie (230 Volt) in je woning.

Daarnaast meet hij of je elektriciteit afneemt of teruglevert van of aan het net. Hoe hij dat doet komen we later op terug.

Laten we een voorbeeld geven. Stel dat 600 Watt elektriciteit teruggeleverd wordt (vanwege een overschot aan zonne-energie) aan het net.

Het doel van de thuisbatterij is "nul op de meter" (NOM) en komt dan binnen (doorgaans) een seconde in actie. Hij zal dan 600 Watt vermogen opnemen (gebruiken) en daarmee laad hij zijn accu op.

Dus gedurende een seconde wordt 600 Watt teruggeleverd aan het net en daarna grijpt de thuisbatterij in en zal 600 Watt gaan opnemen. Vanaf dat moment zal de elektriciteitsmeter in je meterkast 0 Watt registeren. Dus de overtollige 600 Watt zonne-energie uit dit voorbeeld wordt niet teruggeleverd aan het net, maar wordt gebruikt om de accu van de thuisbatterij op te laden.

Stijgt de teruglevering naar 800 Watt, omdat de zon harder gaat schijnen, dan past de thuisbatterij zijn vermogensopname aan en neemt dan ook 800 Watt op. Ook dan "nul op de meter".

Balanceer-act

Het vermogen dat de zonnepanelen leveren, maar ook je verbruik, zal constant fluctureren. Iedere seconde, dat is bij een thuisbatterij een gebruikelijke reactiesnelheid, wordt het opgenomen of teruggeleverde vermogen gemeten en zal de accu met meer of juist minder vermogen geladen worden laden, waarbij dus steeds wordt gestreeft naar "nul op de meter".

Het is dus niet zo dat exact 0 Watt op de meter staat. Maar de thuisbatterij zal streven dat de elektriciteitsmeter "rond de 0 Watt" registreert, dus geen teruglevering en geen opname uit het net plaatsvindt.

Deze balanceer-act kan overdag plaatsvinden zolang de accu niet volgeladen is. Zodra die vol is, dan wordt de overtollige energie van de zonnepanelen, net als vroeger, aan het net teruggeleverd.

In de avond, of als het zwaar bewolkt is, wordt de balanceer-act omgedraaid. Je levert dan niet terug maar je neemt juist energie op uit het net. De thuisbatterij zal dat trachten te voorkomen. Ook hier streeft hij naar "nul op de meter".

Zet je bijvoorbeeld een waterkoker aan van 2200 Watt, dan "ziet" je thuisbatterij dit (hij meet immers constant het vermogen van of naar het net) en zal vanuit de accu 2200 Watt elektriciteit leveren (als de thuisbatterij dit vermogen kan leveren, dat is afhankelijk van het te kiezen model). Op dat moment komt alle elektrische energie uit de thuisbatterij en heb je dus geen opname uit het net. Schakel je de waterkoker uit, dan zal, na de reactietijd van de thuisbatterij, de thuisbatterij stoppen met het leveren van dat benodigde vermogen.

Leveren je zonnepanelen 800 Watt terug en staat de waterkoker van 2200 Watt aan, dan heb je een verbruik van 2200-800=1400 Watt. In dat geval zal de thuisbatterij 1400 Watt gaan terugleveren waardoor de energiemeter in je meterkast geen verbruik registreert.

Uit dit artikel kan je twee belangrijke aspecten van een thuisbatterij halen. Hoe groter de accucapaciteit is, hoe meer zonne-energie opgeslagen kan worden en voorkomen kan worden dat deze teruggeleverd wordt. Daarnaast is het maximaal te leveren vermogen van de thuisbatterij van belang. Want als je een waterkoker aanzet van 2200 Watt en je thuisbatterij kan maximaal 2000 Watt leveren, dan kom je 200 Watt "te kort" en dat wordt dan uit het geleverd. Op dat moment is je verbruik uit het net (maar) 200 Watt.

Het is niet zo dat accucapacteit en vermogen, zo groot als mogelijk moeten zijn, maar je moet daarin een bewuste keuze maken. Lees hier meer over in de artikelen vermogen van de thuisbatterij en het artikel over de accucapaciteit.

Hoe meet de thuisbatterij of je elektriciteit afneemt of teruglevert?

Een thuisbatterij móet continue informatie krijgen of je elektricteit afneemt van het net of juist teruglevert én hoeveel vermogen dat is (de eenheid van vermogen is Watt).

Voor het meten van het vermogen tijdens verbruik of teruglevering worden drie verschillende technieken toegepast. De fabrikant van de thuisbatterij maakt daarin zelf een keuze welke techniek gebruikt wordt, soms kan je een keuze maken (worden meerdere meetmethodes ondersteund).

Een veel gebruikte en veruit de makkelijkste methode is dat de P1 poort van de slimme meter uitgelezen wordt. Die P1 poort levert, doorgaans ééns per seconde, het opgenomen of teruggeleverde vermogen terug.

Op je slimme meter zit een klein klepje en als je dat opendoet dan heb je toegang tot die P1 poort. De fabrikant van de thuisbatterij levert een "dongle" (klein doosje) die aan de ene kant in de P1 poort wordt gestoken en aan de andere kant in verbinding staat met de thuisbatterij. Daarbij kan de fabrikant kiezen voor draadloze communicatie middels wifi, maar het kan ook met een kabeltje.

De tweede meetmetode is vergelijkbaar met de eerste, alleen levert de fabrikant een eigen meter die normaal gesproken in de meterkast gemonteerd wordt. Die vermogensmeter heeft ook een P1 poort of iets wat daar op lijkt en krijgt de thuisbatterij de vermogensopname of teruglevering van die aparte vermogenmeter. Dit wordt onder andere gebruitk als je geen slimme meter hebt, of de slimme meter geen P1 poort heeft, óf als het een oude slimme meter betreft die niet eens per seconde maar veel trager de meetgegevens doorstuurt (op zich werkt de thuisbatterij dan ook, alleen reageert hij veel trager op fluctuaties in verbruik of teruglevering en dat is minder gewenst).

De derde meettechniek maakt gebruik van een stroomtransformator, ook wel current transformer, CT, of CT clamp genoemd. Hierbij wordt om de fasedraad die je meterkast inkomt (na de hoofdschakelaar) een klein, open te klappen, doosje rond de fasedraad aangebracht. Bij montage doe je de stroomtransformator open, doe je hem om de fasedraad en daarna klap je het doosje weer dicht. De stroomtransformator heeft geen elektrische contact met de fasedraad (en dit kan dus zonder problemen terwijl de spanning aanwezig is, aangebracht worden). De afmetingen van die stroomstransformators is verschillend maar heeft ongeveer de dikte van je duim.

De stroomtransformator, de naam verklapt het al, meet de stroom die door de draad gaat (op basis van magnetisme die veroorzaakt wordt door de stroom die door de draad vloeit). De stroom die gemeten wordt is afhankelijk van het vermogen dat geleverd of teruggeleverd wordt. Immers, vermogen kan je berekenen door de stroom te vermenigvuldigen met de spanning (en de spanning meet de thuisbatterij op zijn 230 Volt aansluiting). Meet de stroomtransformator bijvoorbeeld dat 2 Ampère geleverd wordt, dan is het vermogen: 2 Ampère x 230 Volt = 460 Watt. Wanneer een teruggeleverde stroom gemeten wordt zal de meetwaarde negatief zijn, bijvoorbeeld -2 Ampère, dus in dat geval -460 Watt.

Heb je een driefase installatie, dan moeten drie stroomtransformatoren toegepast worden, om iedere fases één stroomtransformator. Meer hierover in het artikel over 1- of 3-fase thuisbatterijen.

Die stroomtransformatoren worden meestal met een kabel verbonden met de thuisbatterij.