Thuisbatterijen en zonnepanelen: hoe werkt dat nu precies en hoe komt de opgewekte stroom in de batterij?

Steeds meer huishoudens met zonnepanelen kiezen voor een thuisbatterij. Daarmee kunnen ze elektriciteit die ze overdag niet direct nodig hebben, bewaren voor de avond of nacht. Vooral plug-inthuisbatterijen worden populairder. Je sluit zo'n apparaat aan op een geschikt stopcontact, koppelt het aan een slimme energiemeter en de batterij regelt vervolgens grotendeels zelf wanneer hij moet opladen of ontladen.

Dat klinkt eenvoudig, maar roept ook een logische vraag op. Stel dat je zonnepanelen op het dak liggen, de bijbehorende omvormer op zolder hangt en de thuisbatterij in de garage staat. Hoe kan die batterij dan weten wanneer je zonnepanelen elektriciteit opwekken? Er bestaat immers helemaal geen rechtstreekse verbinding tussen beide apparaten.

Het antwoord ligt bij de manier waarop elektriciteit door je woning stroomt en de informatie die je slimme meter daarover verzamelt.

Om te begrijpen hoe een plug-inthuisbatterij werkt, moeten we eerst kijken wat er met de opgewekte zonnestroom gebeurt. Zonnepanelen produceren gelijkstroom. Een omvormer zet die om in wisselstroom, die je vervolgens kunt gebruiken voor elektrische apparaten in huis. De omvormer is aangesloten op de elektrische installatie van je woning, doorgaans via een eigen groep in de meterkast.

Zodra je zonnepanelen elektriciteit opwekken, wordt die stroom beschikbaar voor de apparaten die op dat moment aanstaan. Denk aan je koelkast, televisie, wasmachine of computer. Is de productie groter dan het verbruik, dan ontstaat er een overschot. Dat overschot stroomt via je slimme meter naar het openbare elektriciteitsnet.

Produceer je bijvoorbeeld 3.000 watt en gebruiken je apparaten gezamenlijk 800 watt, dan lever je op dat moment 2.200 watt terug. Het belangrijke detail is dat je slimme meter alleen registreert hoeveel elektriciteit je woning per saldo van het net afneemt of eraan teruglevert. Hij weet niet hoeveel je zonnepanelen in totaal produceren. De 800 watt die je rechtstreeks in huis gebruikt, wordt namelijk niet als teruglevering geregistreerd.

Vrijwel iedere moderne slimme meter heeft een P1-poort. Daarop kun je een kleine energiemeter aansluiten, zoals die van HomeWizard, Jackery of Hoymiles. Zo'n P1-meter leest de gegevens uit die de slimme meter beschikbaar stelt en zorgt dat apps en thuisbatterijen - mits goed gekoppeld - deze informatie kunnen gebruiken. Daarbij gaat het onder andere om het actuele elektriciteitsverbruik, de teruglevering en de meterstanden.

Stel dat je slimme meter aangeeft dat er 2.200 watt wordt teruggeleverd en dat er 800 watt in huis wordt verbruikt. De thuisbatterij krijgt deze informatie via de P1-meter binnen en weet daardoor dat er een overschot aan elektriciteit beschikbaar is.

De thuisbatterij hoeft alleen te weten hoeveel stroom er overblijft nadat je huishoudelijke apparaten van elektriciteit zijn voorzien. In een woning met zonnepanelen is dat overschot in de praktijk zonnestroom. Bij systemen zoals de HomeWizard Plug-In Battery en de Jackery SolarVault 3 Pro Max AC wordt dit principe gebruikt om het laad- en ontlaadvermogen automatisch te regelen.

Een veelvoorkomend misverstand is dat teruggeleverde stroom eerst naar het openbare elektriciteitsnet gaat en vervolgens weer wordt teruggehaald om de batterij op te laden. Dat is niet hoe het werkt.

Een stopcontact is verbonden met dezelfde elektrische installatie als de zonnepanelen. Wanneer een thuisbatterij via dat stopcontact begint op te laden, vormt hij simpelweg een extra stroomverbruiker in huis. Net zoals een wasmachine, vaatwasser of elektrische kachel. Alleen gebruikt hij de stroom niet om iets in beweging te zetten, af te draaien of te verwarmen, maar om de batterij mee op te laden. Slechts een klein deel van de stroom die een thuisbatterij opneemt wordt gebruikt voor de aansturing en eventueel het weergeven van een display op de thuisbatterij zelf. De P1-meter speelt hierbij uitsluitend een meet- en regelfunctie. Er loopt geen zonnestroom door de P1-kabel naar de batterij. En zonder slimme meter en een P1-meter is een slimme plug-inthuisbatterij eigenlijk niks waard, omdat het systeem nergens kan uitlezen wat hij moet of kan doen.

Een praktijkvoorbeeld maakt duidelijk hoe dit werkt. We nemen een woning met zonnepanelen en een plug-inthuisbatterij die nog voldoende opslagcapaciteit beschikbaar heeft.

Zonder thuisbatterij wordt 2.200 watt aan het elektriciteitsnet teruggeleverd. Zodra de batterij gaat opladen, stijgt het totale elektriciteitsverbruik binnen de woning. Wanneer de batterij precies 2.200 watt opneemt, is er geen overschot meer.

De slimme meter registreert dan ongeveer 0 watt netafname of teruglevering. De zonnepanelen produceren nog steeds 3.000 watt, alleen wordt die elektriciteit nu volledig binnen de woning gebruikt.

De batterij bewaakt dit voortdurend. Gaat bijvoorbeeld de wasmachine aan en stijgt het huishoudelijke verbruik met 500 watt, dan ontstaat er minder overschot. De P1-meter registreert die verandering en de batterij kan zijn laadvermogen verlagen van 2.200 naar 1.700 watt. Andersom kan de batterij sneller gaan opladen als het huishoudelijke verbruik daalt of de zonnepanelen meer produceren.

Zodra de zon ondergaat, draait het proces om. De zonnepanelen produceren geen stroom meer en de apparaten in huis hebben nog wel elektriciteit nodig. De slimme meter registreert nu dat er stroom uit het elektriciteitsnet wordt afgenomen. De P1-meter geeft dat door aan de thuisbatterij, waarna deze kan beginnen met ontladen.

In plaats van elektriciteit van het openbare net te gebruiken, levert de batterij stroom aan de elektrische installatie van de woning. Die stroom kan vervolgens worden gebruikt door apparaten die op andere stopcontacten zijn aangesloten.

Ook nu probeert de batterij het vermogen zo af te stemmen dat de slimme meter zo dicht mogelijk bij nul blijft. Dat betekent niet dat je op jaarbasis geen elektriciteit meer verbruikt, maar dat de batterij probeert om op ieder moment de netto-uitwisseling met het stroomnet te beperken. Dat inregelen gaat niet direct, want de slimme meter moet eerst nieuwe meetgegevens leveren, waarna de batterij zijn vermogen bijstelt. Daardoor kunnen korte momenten van netafname of teruglevering blijven voorkomen.

Strikt genomen weet hij dat niet. Een P1-meter kan namelijk geen onderscheid maken tussen stroom die door zonnepanelen wordt opgewekt en elektriciteit die door een andere energiebron aan de woning wordt geleverd. De batterij kijkt simpelweg naar het overschot. In een woning met uitsluitend zonnepanelen als eigen energiebron is dat doorgaans voldoende om vast te stellen wanneer er zonnestroom beschikbaar is.

Dat betekent ook dat de thuisbatterij niet altijd oplaadt wanneer de zon schijnt. Produceren je zonnepanelen bijvoorbeeld 1.000 watt terwijl je woning 1.500 watt verbruikt, dan is er geen overschot. Je neemt nog altijd 500 watt van het net af.

De batterij zal in een gebruikelijke zelfverbruikmodus dan niet opladen. Wanneer er voldoende energie in de batterij zit, kan hij juist 500 watt leveren om de netafname te beperken.

Nee, het is voor deze manier van opladen niet noodzakelijk dat de zonnepanelen en de thuisbatterij op dezelfde elektrische groep zijn aangesloten. Alle groepen zijn via de meterkast onderdeel van dezelfde huisinstallatie. De opgewekte en verbruikte vermogens komen daar elektrisch samen. De slimme meter registreert vervolgens het nettoresultaat.

Ook bij een driefasenaansluiting kan dit principe werken. Een batterij op één fase kan helpen om teruglevering op een andere fase administratief te compenseren, doordat een Nederlandse slimme meter de actieve vermogens van de drie fasen saldeert. Dat betekent overigens niet dat de elektriciteit fysiek tussen de fasen wordt verplaatst.

Wel is het belangrijk dat een thuisbatterij veilig wordt aangesloten. Niet ieder stopcontact of iedere groep is zonder meer geschikt voor een batterij met een hoog laad- of ontlaadvermogen. De toegestane vermogens, elektrische beveiliging en eventuele noodzaak van een aparte groep hangen af van de installatie en de voorschriften van de fabrikant. Veel plug-inthuisbatterijen zijn begrensd op 800 watt, omdat dit een veilige marge is waarmee de meeste elektrische installaties in huis kunnen omgaan. Voor een normaal huishouden is dat prima, maar wanneer je bijvoorbeeld een broodrooster, inductieplaat of waterkoker gebruikt, stijgt het verbruik plotseling en kan een plug-inthuisbatterij deze niet in zijn geheel opvangen.

Bij het opslaan van elektriciteit gaat altijd een deel van de energie verloren. De thuisbatterij moet wisselstroom omzetten naar gelijkstroom om de accu te laden en opgeslagen energie later weer omzetten naar wisselstroom voor de woning. Die omzettingen kosten energie. Ook de elektronica en het batterijmanagementsysteem verbruiken stroom. Daardoor krijg je bij het ontladen minder energie terug dan er tijdens het opladen is opgenomen. Bovendien hebben thuisbatterijen een maximaal laadvermogen en een beperkte opslagcapaciteit. Produceer je meer stroom dan de batterij kan opnemen, dan wordt het resterende overschot alsnog teruggeleverd. Is de batterij volledig opgeladen, dan stopt het laden. Veel plug-inthuisbatterijen zijn modulair te vergroten, zodat je de opslagcapaciteit kunt opschalen.

Met een thuisbatterij kun je een groter deel van je eigen zonnestroom gebruiken. Zonder batterij wordt volgens Milieu Centraal gemiddeld ongeveer 30 procent van de opgewekte elektriciteit direct in huis verbruikt. Een batterij kan dit aandeel verhogen, doordat je de overdag opgeslagen energie later kunt gebruiken.

Of dat ook financieel aantrekkelijk is, hangt af van verschillende factoren. Denk aan de aanschafprijs van de batterij, de opslagcapaciteit, de hoeveelheid zonnestroom die je overhoudt, de energieprijzen en de kosten of vergoedingen voor teruglevering. Ook de verliezen bij het laden en ontladen tellen mee. Het is dus niet altijd vanzelfsprekend dat een thuisbatterij zichzelf terugverdient.

De techniek achter het opladen is in ieder geval minder ingewikkeld dan je misschien zou verwachten. Een plug-inthuisbatterij hoeft niet rechtstreeks met je zonnepanelen verbonden te zijn om overtollige zonnestroom te gebruiken. De P1-meter vertelt de batterij wanneer er elektriciteit over is en de batterij neemt die stroom vervolgens gewoon via de elektrische installatie van je woning op.

Omdat het vanaf 1 januari 2027 niet meer mogelijk is om alle aan het net teruggegeven stroom weg te strepen tegen het eigen verbruik, krijgen klanten van energiemaatschappijen geen korting meer. Sterker: door de terugleveringskosten moet een gemiddeld huishouden nu zelfs geld betalen wanneer stroom wordt teruggeleverd aan het net. Juist voor dit soort situaties is een thuisbatterij een uitkomst. De stroom die normaliter teruggaat naar de energieleverancier, wordt nu helemaal gratis opgeslagen in je thuisbatterij. Voordeel: 's-avonds wordt jouw huis voor het grootste deel van stroom voorzien door de thuisbatterij en verbruik je niks tot weinig van de stroom van je energieleverancier. En uiteindelijk zou je dat moeten merken in je portemonnee.