Hybride omvormer
Een hybride omvormer kan (ook) gebruikt worden als thuisbatterij, maar een "normale" thuisbatterij is iets anders dan een hybride omvormer. In dit artikel beschrijven we de verschillen tussen beide typen en sommen we ook de voor- en nadelen op.
In het kort
Een hybride omvormer is een zonnepaneelomvormer mét de mogelijkheid om (eventueel later) een accu aan te sluiten waardoor deze ook functioneert als thuisbatterij. Een hybride omvormer is dus een combinatie van een zonnepaneelomvormer en een thuisbatterij. Een hybride omvormer wordt (dus) gebruikt in plaats van een zonnepaneelomvormer.
Een voordeel van de hybride omvormer is dat deze lagere energieverliezen heeft (energiezuiniger is) dan een "normale" thuisbatterij.
Daarnaast kan bij installatie van een hybride omvormer in de meeste gevallen de bestaande bekabeling van de zonnepaneelomvormer naar de meterkast gebruikt worden. Een extra elektriciteitsgroep, zoals noodzakelijk voor een normale thuisbatterij, is dan niet noodzakelijk.
Een uitzondering hierop is als gebruikt wordt gemaakt van eilandbedrijf en als je overgaat van 1- naar 3-fase.
Bij zéér langdurige netspanningsuitval (weken, maanden, jaren), en áls de hybride omvormer in eilandbedrijf werkt, dus feitelijk off-grid bent, kunnen de zonnepanelen de accu blijven opladen en zou je jaren lang gebruik kunnen maken van de beschikbare zonne-energie. Bij een normale thuisbatterij in eilandbedrijf is dat niet mogelijk, als de accu op is wordt deze niet meer geladen door de zonnepanelen.
Hybride
Laten we beginnen met het wat ongewone woord, hybride. Dat betekent samengesteld.
Een hybride omvormer is een apparaat dat een zonnepaneelomvormer en thuisbatterij combineert. Wil je gebruik maken van een hybride omvormer als thuisbatterij, dan zal deze in de plaats komen van je bestaande zonnepaneelomvormer.
Bij hybride omvormers gelden dezelfde beperkingen als bij zonnepaneelomvormers, hij moet bij je zonnepaneelconfiguratie passen. Dat heeft te maken met onder andere de maximale spanning van de zonnepanelen die niet de maximale ingangsspanning van de omvormer mag overschrijden. Het aantal zonnepanelen dat in serie is aangesloten heeft daar invloed op. Ieder paneel levert een bepaalde maximum spanning. Bijvoorbeeld 40 Volt. Heb je negen panelen in serie, in serie dus 360 Volt, dan is een hybride omvormer met een maximale spanning van 400 Volt bruikbaar. Bij tien panelen in serie, in dit voorbeeld samen dus 400 Volt, moet je omkijken naar een ander model dat een maximum heeft van 450 Volt. Tevens moet voor iedere string zonnepanelen de omvormer een aparte MPPT tracker hebben. Heb je twee strings van 9 panelen, dan heb je dus ook 2 MPPT trackers nodig in de omvormer.
Energieverlies
Waarom zou je de bestaande zonnepaneelomvormer willen vervangen door een ander apparaat als hij het nog goed doet? Eén van de antwoorden is: minder energieverlies. Dat verlies treed, bij gebruik van een normale thuisbatterij, op tijdens conversies van elektriciteit voordat het in de accu opgeslagen kan worden.
Die verliezen worden inzichtelijk als je de elektriciteit volgt van zonnepaneel tot accu. Bij een normale thuisbatterij volgt de elektriciteit het volgende pad om de accu op te laden:
Zonnepanelen - (zonnepaneel)omvormer - omvormer (in thuisbatterij) - accu.
De zonnepanelen leveren gelijkspanning aan de zonnepaneelomvormer en die zet dit om in 230 Volt wisselspanning. De thuisbatterij gebruikt die 230 Volt elektriciteit voor het laden van de accu. Maar de accu werkt met gelijkspanning, daarom zit in de thuisbatterij een omvormer die van de 230 Volt wisselspanning, gelijkspanning maakt.
Zowel de omvormer van de zonnepanelen als de omvormer in de thuisbatterij hebben energieverliezen. Dat is geen ramp, want je hebt doorgaans toch zonne-energie over. En nu heeft je zonnepaneelomvormer ook al verlies, zonder gebruik te maken van een thuisbatterij. Maar bij gebruik van de thuisbatterij komt daar een extra verlies van de thuisbatterij-omvormer bij. En als je dat kan voorkomen dan is dat prettig.
Een hybride omvormer kent deze omvormerverliezen niet[1]. Dat komt omdat de gelijkspanning van de zonnepanelen rechtstreeks gebruikt kan worden voor het laden van de accu. Hiermee worden de verliezen van de twee omvormers bij een normale thuisbatterij voorkomen.
Overigens, het gebruik van een thuisbatterij of hybride omvormer kennen beide energieverliezen, die verder gaan dat wat we hiervoor hebben beschreven. Waar het uiteindelijk om gaat is de round-trip-efficiency. Dat is een percentage dat aangeeft hoeveel procent van de energie die je zonnepanelen leveren, je na opslag in de accu, weer terugkrijgt als je de elektriciteit uit de accu in de avond of nacht gebruikt. Een grove indicatie: dit percentage is 80% bij een thuisbatterij en 90% bij een hybride omvormer. Lees hier meer over in het artikel round-trip-efficiency.
Geen extra elektriciteitsgroep
Een normale thuisbatterij moet aangesloten worden op een eigen elektriciteitsgroep[2]. Dat vereist dus aanpassingen in de meterkast en een elektriciteitskabel naar de thuisbatterij.
De hybride omvormer neemt de plaats in van de zonnepaneelomvormer. Die had al een eigen elektriciteitsgroep, dus daar kan de hybride omvormer gebruik van maken. In dat geval is een extra elektriciteitsgroep niet noodzakelijk.
Een nadeel is wel dat de hybride omvormer op de plaats komt te staan van de zonnepaneelomvormer, dat is niet altijd gewenst. Bijvoorbeeld omdat hybride omvormer mogelijk een brommend en/of piepend geluid maakt en/of geluid van een ventilator te horen is als de omvormer zwaar belast wordt.
Geen uitval van zonnepanelen bij te hoge netspanning
De hybride omvormer kan bij een te hoge netspanning (253 Volt) automatisch overgaan in eilandbedrijf. Dat heeft het voordeel dat de zonnepanelen niet uitvallen en hun energie blijven leveren, in dat geval voor het laden van de accu en/of het leveren van energie aan de elektrische apparaten in je woning.
AC of DC gekoppelde zonnepanelen
In het licht van wat je hiervoor hebt gelezen, klinkt het volgende erg vreemd, maar sommige hybride omvormers bieden de mogelijkheid om de zonnepanelen niet rechtstreeks aan de omvormer te koppelen.
In dat geval blijft de bestaande zonnepaneelomvormer gebruikt worden, die levert dan 230 Volt aan de hybride omvormer die de energie gebruikt om de accu te laden. Dat wordt een AC koppeling (van de zonnepanelen) genoemd. AC is de Engelse afkorting voor Alternate Current, in het Nederlands wisselstroom. Dus via de 230 Volt wisselspanning worden dan de zonnepanelen aangesloten op de hybride omvormer.
Normaal zal je dit niet willen doen vanwege de eerder besproken omzetverliezen in de omvormers. Het rechtstreeks koppelen van de zonnepanelen aan de hybride omvormer koppelen heeft de voorkeur. Dat wordt dan een DC koppeling (van de zonnepanelen) genoemd. DC staat voor direct current, gelijkstroom.
Het is ook mogelijk om beide technieken te gebruiken. Dan zijn de meeste zonnepanelen direct aangesloten (DC koppeling) op de hybride omvormer maar worden (een beperkt aantal) andere zonnepanelen via een zonnepaneelomvormer aangesloten (AC koppeling). De overweging is dan bijvoorbeeld dat die zonnepanelen op grote afstand staan en een nieuwe (gelijkspanningskabel) graven/trekken ongewenst is.
Ook kan deze extra AC koppeling gebruikt worden als een deel van de zonnepanelen uitgevoerd zijn met micro-omvormers en dus rechtstreeks 230 Volt leveren. Deze AC koppeling van zonnepanelen, dus met 230 Volt, is niet de meest optimale weg, maar het is soms de goedkoopste/simpelste oplossing. Zo'n aansluiting wordt op de hybride omvormer ook wel aangeduid met "gen" of "genset", waarmee "generator" wordt bedoeld, een generator / aggregaat aansluiting, die vooral gebruikt wordt voor off-grid situaties om bij weinig zonneschijn de accu te laden met een aggregaat. Maar die ingang is dan ook bruikbaar voor wisselspanning gekoppelde zonnepanelen.
Zwakke broeders
Hoewel technisch gezien het voor de hand ligt dat een hybride omvormer minder verliezen heeft dan een normale thuisbatterij blijkt dat in de praktijk sóms anders te zijn. Een onderzoek dat we lazen bevestigde dat veel hybride omvormers inderdaad minder verliezen hebben dan een normale thuisbatterijen, maar uit de test kwamen ook "zwakke broeders" naar voren waarbij de energieverliezen onverklaarbaar groot waren. Bij het vergelijken van hybride omvormers is het daarom verstandig om de zogenaamde round trip efficiency te vergelijken. Bij een hybride omvormer moet dan groter zijn dan 90%.
Eilandbedrijf
De hybride omvormer heeft veelal de mogelijkheid om in eilandbedrijf te werken. Dat dit mogelijk is komt omdat de hybride omvormers ook gebruikt worden in off-grid installaties.
In dat geval zal, als de netspanning in de buurt uitvalt, de hybride omvormer gewoon elektriciteit blijven leveren. De omvormer werkt dan in eilandbedrijf.
Omdat tijdens eilandbedrijf het te leveren vermogen vaak beperkter is dan bij normaalbedrijf zal een keuze gemaakt worden om de elektriciteitsgroepen in te delen in "kritisch" als "niet kritisch". Bij een stroomstoring zullen de kritische elektriciteitsgroepen toch van elektriciteit worden voorzien.
Dit eilandbedrijf vergt overigens wel extra aanpassingen in de meterkast.
Het grote voordeel bij een hybride omvormer is dat tijdens dit eilandbedrijf de zonnepanelen (als ze rechtstreeks gekoppeld zijn aan de hybride omvormer) gewoon door blijven werken en de accu zullen blijven opladen. Terwijl bij een normale thuisbatterij, want ook die kan in eilandbedrijf werken[3], de bestaande zonnepaneelomvormer uitvalt[4] en de accu dus niet meer opgeladen wordt. Zodra de accu op is, zit je zonder elektriciteit, ondanks de zonnepanelen op je dak.
Zonnepaneelomvormer eigenschappen
Een hybride omvormer is natuurlijk ook gewoon een zonnepaneelomvormer. De eigenschappen waar je bij een normale zonnepaneelomvormer op let bij de aanschaf, gelden natuurlijk dan ook bij de hybride omvormer.
Denk bijvoorbeeld aan de efficiency, opstartspanning, maximale spanning van de zonnepanelen, het maximum te leveren vermogen, 1- of 3-fase aansluiting en één of meerdere MPPT's.
Hoge spanning- of lage spanning accuaansluitingen
De hybride omvormer is in twee basisuitvoeringen te koop. Met een "high voltage" (HV) of een "low voltage" (LV) accu-koppeling. Onder Low Voltage wordt een spanning tot (circa) 48 Volt verstaan, dat is nog veilig om aan te raken. Hogere accuspanningen vallen in de categorie HV. Bij de high voltage uitvoering levert de fabrikant meestal ook de accu. Bij die accu's is het (uiteraard) niet mogelijk de draden aan te raken, dus veiligheid is niet in het geding.
Bij de low voltage uitvoering kan je vaak kiezen om de accu bij de fabrikant te kopen óf daarvoor een andere fabrikant te kiezen. Dat geeft iets meer vrijheid in keuze en kan soms ook goedkoper uitvallen.
Enkel of driefaseaansluiting
De hybride omvormer is te koop in een enkel of driefaseaansluiting. Is je woning op drie fases aangesloten, dan is de keuze voor een driefase-omvormer logisch. Maar strikt genomen niet verplicht. Meer daar over in het artikel over enkel of driefase-omvormer.
Relativeren
Technisch gezien hebben hybride omvormers een voordeel ten opzichte van de normale thuisbatterijen vanwege hun geringere verliezen. Maar dat betekent niet dat je daarom de normale thuisbatterij links moet laten liggen.
Relativeer die verliezen. Vroeger leverde zonnepanelen ook minder elektriciteit dan tegenwoordig. En vroeger waren we daar ook gelukkig mee. Een hybride omvormer is duurder dan een normale thuisbatterij en je kan je afvragen of het die extra investering wel waard is. We hebben het namelijk over circa 10% zonne-energie verlies tijdens het opslaan in de accu. Als de zonne-energie rechtstreeks aan het net wordt geleverd zijn geen verschillen tussen beide typen.
Dat verlies zal je vooral in de maanden oktober en maart merken. Dat zijn de maanden dat de zonnepanelen minder energie leveren. En dan kan bij een hybride omvormer je nét iets langer gebruik maken van de opgeslagen zonne-energie uit de accu.
Voor- en nadelen hybride omvormer
- hoger rendement in vergelijking met normale thuisbatterij
- meestal geen extra elektriciteitsgroep noodzakelijk
- bij uitval van zonnepanelen door te hoge netspanning kan de omvormer overgaan naar eilandbedrijf en zal het laden van de accu met zonne-energie gewoon doorgaan
- zonnepanelen blijven accu opladen tijdens (zeer langdurig) eilandbedrijf (netspanningsuitval)
- één apparaat in plaats van twee nemen minder ruimte in
- duurder dan een normale thuisbatterij
- in principe geen keuze in plaatsing, hij komt op de plaats van de huidige zonnepaneelomvormer en kan geluid een rol spelen; andere plaats is alleen mogelijk als nieuwe elektriciteitsgroep aangelegd wordt
- bij defect valt zonnepaneelenergie en thuisbatterijfunctie tegelijkertijd uit (singel point of failure)
Voor- en nadelen normale thuisbatterij
- goedkoper dan hybride omvormer, bestaande zonnepaneelomvormer blijft in gebruik
- vrije keuze in plaatsing, thuisbatterij kan in principe overal staan
- bij defect valt maar één apparaat uit
- lager rendement dan hybride omvormer
- aanleg extra elektriciteitsgroep noodzakelijk
- twee apparaten nemen meer ruimte in dan één
- zonnepanelen laden de accu niet meer op tijdens eilandbedrijf
- Natuurlijk heeft ook een hybride omvormer verliezen. Maar je moet een onderscheid maken tussen de verliezen die ontstaan tijdens het laden van de accu en het ontladen van de accu. Tijdens het laden van de accu heeft de hybride omvormer een groot voordeel. Want dan hoeft hij niet -zoals bij een normale thuisbatterij- twee keer de elektriciteit om te zetten in een omvormer. Wel wordt gebruik gemaakt van een DC/DC omvormer die de gelijkspanning van de zonnepanelen aanpast naar een gelijkspanning waarmee de accu opgeladen wordt. Die DC/DC omvormer heeft natuurlijk ook verliezen, maar flink minder dan van de omvormers van de zonnepanelen en de thuisbatterij samen. Daarnaast zal, als de hybride omvormer elektriciteit moet leveren vanuit de accu, de gelijkspanning van de accu met een omvormer moeten omzetten naar 230 Volt. Maar dat geldt natuurlijk ook voor een normale thuisbatterij, dus daarin onderscheiden ze niet van elkaar.
- Een uitzondering hierop is de "thuisbatterij met steker".
- Niet iedere thuisbatterij kan in eilandbedrijf werken, sommige modellen kunnen dat wel, andere niet.
- Een zonnepaneelomvormer die gekoppeld is aan het elektriciteitsnet, zal bij een stroomstoring uitvallen en geen elektriciteit meer mogen leveren. Dat geldt voor iédere zonnepaneelomvormer, waar dan ook ter wereld.
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.
publicatie: 20240916
aanpassing/controle: 20250111
Foutje of aanvulling? Stuur ons een reactie