Optimaal aansturen van een thuisbatterij in samenwerking met Loxone en PV installaties
Vandaag de dag zijn er heel veel vraagtekens over wat de toekomst ons gaat brengen op het gebied van energieverbruik in installaties. Maar wat is nu het beste? Zonnepanelen, geen zonnepanelen, een thuisbatterij of geen thuisbatterij? Veel vragen met uiteraard een veelvoud aan antwoorden. Bij Loxone krijgen we bovendien nog een extra vraag: wat is nu beste manier om mijn energie in een smart building aan te sturen?
Op deze pagina geven we meer uitleg over de verschillende vormen van installaties en wat je het best doet om jouw energie zo efficiënt mogelijk te beheren.
Algemeen energiebeheer in een installatie
Als we denken aan energiebeheer in installaties, dan denken we onmiddellijk aan alles wat met elektriciteit te maken heeft. Het aan- en uitsturen van wasmachines, afwasmachines, droogkasten, elektrische verwarming … Maar dat is natuurlijk niet alles. Energiebeheer wordt ook gerealiseerd door een slimme klimaatregeling, het slim aansturen van verlichting, zonwering, ventilatie, audio … Het is vaak het sluimerverbruik dat zorgt voor hoge facturen op het einde van het jaar.
Als we dan ook nog rekening zullen moeten houden met nieuwe regelgevingen waarin men zwaarder zal belast worden als men teveel energie van het net trekt of teveel energie op het net duwt op bepaalde momenten, dan is het dubbel zo interessant om na te denken over de optimalisatie van ons energieverbruik.
Via woon- en gebouwautomatisering kan je het energiebeheer van de installatie optimaliseren. Zo kan je al snel door het slim aansturen van bijvoorbeeld verlichting en audio je verbruik omlaag krijgen. Verlichting die alleen aangaat wanneer het te donker is in de ruimte, audio die aangaat wanneer je de ruimte betreedt. Maar vooral ook het automatisch uitschakelen bij het verlaten van een ruimte. Het gebruik van LED verlichting is uiteraard ook ideaal om de energiekosten omlaag te krijgen.
Ook een intelligente klimaatregeling zorgt voor extra winsten op gebied van energiebeheer. Zo kan door de samenwerking van zonwering (passief), ventilatie (passief), verwarming (actief) en koeling (actief) een ideaal klimaat voorzien worden met een zo laag mogelijke energiekost. Dit zorgt voor een mooie balans tussen comfort en energie-optimalisatie. We gebruiken zoveel mogelijk de passieve vormen en alleen bij noodzaak worden de actieve vormen ingeschakeld. Een intelligent systeem springt ook nog eens slim om met de actieve vormen door bijvoorbeeld de warmtepomp te laten koelen of verwarmen op het moment dat er veel zonne-energie opgewekt wordt.
Toestellen zoals wasmachines, droogkasten, afwasmachines … kunnen in- en uitgeschakeld worden wanneer er voldoende of niet voldoende energie opgewekt wordt. Zo kunnen de belastingen verspreid worden doorheen de dag. Hier dient altijd een compromis te zijn tussen comfort en energie-efficiëntie.
Het verbruik van woningen is gestegen, de eigen productie van energie is gestegen en je zal zwaarder belast worden als je het energienet gebruikt. We zullen dus zeker moeten overwegen om onze energie op een slimme manier te gebruiken. Dit alles zelf monitoren en handmatig reageren op het juiste moment is geen oplossing. We dienen een systeem te hebben dat een intelligent en automatisch energiebeheer waarmaakt.
Vormen van installaties met thuisbatterijen en PV installaties
Voordat we een beslissing kunnen nemen welk systeem het beste is, zullen we moeten kijken naar welke vormen van installaties er vandaag mogelijk zijn. Elke vorm heeft zo zijn voor- en nadelen en ook zijn beperkingen en mogelijkheden.
Geen zonnepanelen en geen thuisbatterij
Wel zonnepanelen en geen thuisbatterij
Geen zonnepanelen en wel thuisbatterij
Wel zonnepanelen en wel thuisbatterij
Geen PV installatie en geen thuisbatterij
Dit is een installatie die je in de meeste bestaande woningen terugvindt. Het probleem in deze installatie is dat je zelf geen energieproductie hebt of opslag hiervan. Toch kan men in deze systemen optimalisaties aanbrengen in het energiebeheer door enkele basiscomponenten van Loxone te integreren. Met een Miniserver en enkele Smart Sockets in samenwerking met een apparaat dat het energieverbruik van een woning kan meten (S0-teller, Loxone Modbus 1-fase energiemeter) kan al heel snel een regelsysteem worden gemaakt om pieken op het net te beperken. Loxone zal een aantal grootverbruikers in de installatie schakelen.
Dit kan in de toekomst uitgebreid worden met het koppelen van verlichting, klimaat, audio … Zo kunnen nog meer energie-optimalisaties gerealiseerd worden.
Wel een PV installatie, maar geen thuisbatterij
Deze installaties staan vandaag op de tweede plaats. Hier hebben we het voordeel dat we onze eigen energie kunnen opwekken en deze dan ook slim kunnen gaan benutten. We kunnen ook hier weer simpel starten met een Miniserver en enkele Smart Sockets in samenwerking met een apparaat dat meet wat er van en naar het net loopt en wat de zonnepanelen opwekken. Hier kunnen we eveneens op een eenvoudige manier een aantal grootverbruikers inschakelen op het moment dat er voldoende opbrengst is. Het nadeel van deze installaties is wel dat vanaf dat alle grootverbruikers hun dagcyclus hebben doorlopen, dat er nog altijd een overschot aan energie kan zijn. De overschot gaat dan op het net en betekent verlies van energie. In sommige gevallen kan dit ook belast worden als de pieken te groot zijn. Deze overschot zou dan in de vorm van warmte of koeling kunnen gebruikt worden om de woning vroegtijdig al op comforttemperatuur te brengen.
Maar we kunnen natuurlijk alleen maar van deze eigen energie genieten wanneer deze er is en dit is vaak wanneer we niet thuis zijn. In de winter zal deze bovendien meestal ook niet voldoende zijn om alles te laten inschakelen. In de zomer hebben we dus veel overschot en in de winter een tekort.
Geen PV installatie en wel een thuisbatterij
Deze opstellingen komen minder voor aangezien dit in het verleden nooit echt heel interessant was. De kostprijzen tussen dag- en nachttarief waren immers niet goot genoeg om de kosten uit de batterij te halen. Nu dat we naar een maximale piekbelasting toegaan, wordt dit natuurlijk wel interessant om te overwegen. Dit niet omwille van het verschil in dag- en nachttarief, maar vooral naar het opslaan van een buffer voor wanneer het verbruik in de woning te groot wordt en er kans zal zijn dat het piekvermogen wordt overschreden. Het voordeel is ook dat je energie kan opslaan als deze goedkoper is en je pieken op het net kan beperken. Natuurlijk verlies je hier dan weer de mogelijkheid om je eigen energie te gaan verbruiken en vooral zo kosten te drukken. Hier heb je dus dezelfde mogelijkheden en voordelen als bij “geen PV installatie en geen thuisbatterij” met de toevoeging van goedkoop energie inkopen, opslaan en pieken afvlakken van het net.
Een PV installatie en een thuisbatterij
PV installaties zien we de laatste jaren meer en meer. Denk maar aan de voordelen voor de EPB verslaggeving en ook doordat men dankzij eigen opgewekte energie naar een jaarlijkse energiekost kon gaan van 0 of kleiner waardoor de investeringen van zonnepanelen zich konden terugverdienen. Dankzij de nieuwe digitale meter in België komt deze factor te vervallen, omdat men geen vergoeding meer krijgt voor alles wat men op het net duwt van energie en aangezien de terugdraaiende teller niet meer bestaat. Hierdoor is de vraag de afgelopen maanden enorm gestegen naar systemen die de opgewekte energie op een slimme manier kunnen aansturen. Dit is in zeker mate mogelijk al zal er in de meeste systemen toch altijd een overschot van energie blijven die dus verloren gaat als deze op het net geplaatst wordt. Hoe kunnen we dit dan vermijden? Volgende stappen zijn aan te bevelen:
- Zoveel mogelijk verbruiken op het moment dat er opwekking is;
- Zijn alle verbruikers klaar? Dan zoveel mogelijk energie in de klimaatregeling steken zodat dit niet op een later moment dient te gebeuren;
- Als er dan nog overschot is: dit gaan plaatsen in een bufferinstallatie, dit kan warm water zijn of een effectieve batterij-opslag.
Als we vandaag kijken naar thuisbatterijen, dan werken zij bijna allen volgens hetzelfde principe: zoveel mogelijk een nul tevoorschijn toveren op het verbruik en de levering van en naar het net toe. Dit lijdt tot het niet optimaal gebruiken van de laadcycli van de batterij en ook zullen er nog altijd pieken van en naar het net blijven bestaan.
Als het gaat over batterij-opslag en PV installaties, zijn er drie vaak voorkomende manieren om de opbouw van een installatie maken, elke installatie heeft zo zijn voor en nadelen. We bespreken ze hieronder.
Een PV installatie met een thuisbatterij: 3 vormen
PV installatie met omvormer en thuisbatterij met eigen omvormer
PV installatie met hybride omvormer (thuisbatterij wordt ook aangestuurd door PV omvormer)
PV installatie met batterij-opslag en omvormer (off-grid woningen)
1. PV installatie met omvormer en thuisbatterij met eigen omvormer
In de meeste renovatie-installaties zal dit waarschijnlijk de manier van uitvoeren zijn. Dit omdat deze installaties vaak al zonnepanelen hebben met een omvormer. De eenvoudigste en goedkoopste manier zal zijn een thuisbatterij met omvormer bij te plaatsen. Het voordeel van deze opstelling is dat je ook niet merk-afhankelijk bent aangezien je met eender welke PV omvormer en eender welk batterijsysteem kan werken op de markt. Bij deze opstellingen is het natuurlijk belangrijk dat de beide systemen ook met elkaar kunnen communiceren. Het voordeel van onafhankelijke oplossingen te integreren, maakt het ook eenvoudiger voor externe regelsystemen zoals Loxone om beide technieken optimaal in te zetten in het energiemanagement van de woning.
Volgende omvormers kunnen communiceren met Loxone:
- SMA Sunny Boy (Modbus TCP) (1000 -1200 euro)
- SMA Sunny Tripower (Modbus TCP) (1050 -1450 euro)
- SolarEdge (Modbus TCP) (1-fase 632 -1050 euro) (3-fase 1025 -1460 euro)
- Fronius (ethernet/Modbus TCP)(1-fase 980 -1820 euro) (3-fase 1870 -2600 euro)
Volgende batterijsystemen/omvormers kunnen communiceren met Loxone:
- SMA Sunny Island (ethernet/wifi/Modbus TCP) (2150 – 2600 euro)
- Victron (ethernet/Modbus TCP) (200 – 2000 euro)
- LG Chem Resu (RS485) (2150 – 4100 euro)
- Tesla Powerwall (RS485) (6100 euro)
- AQ-Lith Energybox (Modbus TCp) (3250 – 4250 euro)
- Axitec batterijen (Modbus/RS232/RS485) (5190 – 7770 euro)
2. PV installatie met hybride omvormer
Deze installaties worden gebruikt in nieuwbouw. Dit kan eventueel ook in een bestaande woning en renovatieproject, maar is vaak minder interessant omdat je dan de omvormer van de zonnepanelen zal moeten vervangen. De bedoeling van een hybride omvormer zal altijd zijn om 0 te krijgen op het verbruik en leveringsregister van de energiemeter. Hier wordt de batterij dus opgeladen op het moment dat energie naar het net gaat en zal de batterij ontladen van zodra je energie van het net begint te gebruiken in de woning. Deze sturing wordt volledig door de omvormer geregeld. Het nadeel van deze opstelling is vaak dat aan deze sturing niets kan veranderd worden. Hierdoor behouden we nog steeds het probleem van piekinjectie en piekverbruik in de woning die niet kunnen opgevangen worden. Vaak zal de batterij te vroeg geladen worden en zal de batterij ook ontladen zijn op het moment dat je deze energie nodig hebt om de pieken af te vlakken. Verder kan je in deze systemen vaak de batterij niet laden met energie van het net om deze als buffer te gebruiken. Bovendien hang je hier vaak vast aan 1 merk.
Volgende hybride omvormers kunnen communiceren met Loxone:
- Kostal (ethernet/modbus TCP)
- SMA (ethernet/wifi/modbus TCP)
- SOLAREDGE 5ethernet/wifi/modbus TCP)
- SOLAX POWER (ethernet/wifi)
3. PV installatie met batterij-opslag en omvormer
Deze opstelling zal je vaak terugvinden in off-grid woningen. In deze opstelling wordt de batterij continu bijgeladen door de PV panelen, daarna zal men deze uit de batterij kunnen halen wanneer het nodig is. Dit heeft het voordeel dat er geen omvormer nodig is tussen de PV panelen en batterij waardoor het rendement van de energie-opslag stijgt. Dit omdat er minder omvorming is van energie. Het nadeel van deze systemen is dan weer dat je de batterij niet kan regelen. De energie opgewekt door de panelen zal altijd naar de batterij toegaan en zal dan pas verbruikt kunnen worden. Hier kan dus geen regeling gebeuren van energie in de installatie.
Conclusie
Als we dus kijken naar wat ons te wachten staat op gebied van piekbelastingen voor consumptie en productie en naar het stijgende energieverbruik van woningen, dan kunnen we alleen concluderen dat we onze energie zo slim mogelijk moeten gaan inzetten in de woning. Zoveel mogelijk inzetten om de woning zo passief mogelijk te maken dankzij automatisatietechnieken is dan ook de eerste stap. Alle technieken met elkaar doen samenwerken zal ook onze energie-efficiëntie doen stijgen, alsook ons comfort. Grootverbruikers in- en uitschakelen zal een vereiste worden. Evenals zoveel mogelijk energie gebruiken op de momenten dat deze zelf wordt geproduceerd zal belangrijk worden. Dit alles zelf en handmatig uitvoeren, is niet mogelijk. Een totaaloplossing voor home & building automation is hiervoor de oplossing.
Er dient gekeken te worden naar het systeem dat hier het beste op kan inspelen. Alleen zonnepanelen zullen niet meer voldoende zijn in een installatie, energie-opslag door buffervaten of batterijpakketten zullen belangrijk worden. Het beste systeem zal altijd een PV installatie met omvormer en een losstaande batterij met omvormer zijn. Hier kan dan door het externe regelsysteem op een slimme manier omgesprongen worden met het laden en ontladen van deze systemen.
In de eerste fase zoveel mogelijk energie-efficiënte technieken plaatsen in de woning. Daarna een klimaatregelsysteem dat samenwerkt met alle technieken. Verbruikers die aangestuurd kunnen worden op het moment dat er voldoende opwekking is. Buffering creëren door het klimaat of een buffervat. Daarna de batterij op een slimme manier opladen. Dit door niet naar de 0 toe te werken maar door de pieken af te vlakken. Ook kan de batterij bij dagen met weinig zon opgeladen worden door het net. Dit om dan extra energie te injecteren wanneer het verbruik van de woning te hoog zou worden.
Dit kan alleen gedaan worden met een regelsysteem dat alle technieken kan aansturen om zo een optimale energie-efficiëntie van de woning te krijgen.
Ben je elektricien?
Je wilt jouw klanten de unieke automatisering met de Loxone Miniserver aanbieden? Neem contact met ons op en profiteer van de sterke samenwerking met Loxone, de marktleider in gebouw- en huisautomatisering.
Ben je een woningbouwer, ondernemer …?
De Loxone Miniserver is de perfecte
tool voor de eenvoudige sturing en intelligente automatisering van allerlei soorten projecten.
Smart Home, commercieel project of andere toepassing.