Energy Storage System (ESS) aanleggen: welke producten, welke kosten, stappenplan

 

ESS installeren: voordelen, nadelen, producten, onderdelen, materiaal, kosten, financiële voordelen, rekensom, stappenplan, aansluiten, configureren, probleemoplossing en FAQ.

 

ESS is een energieopslagsysteem voor thuis. Het is de afkorting van Energy Storage System. Binnen dit specifieke, interne voedingssysteem wek je stroom op via de zon of eventueel windturbines. Daarna is deze energie inzetbaar voor 1) voeding van thuis-apparaten, 2) voor het opslaan van reservestroom en 3) voor teruggave aan het vaste stroomnet (dit is optioneel en configureerbaar in het systeem).

Inhoud
Er is binnen dit systeem een koppeling tussen één of meerdere zonnepanelen en het elektriciteitsnet. Andere onderdelen van een ESS zijn ten minste een omvormer / acculader, een GX-apparaat en een accusysteem. In de thuisaccu krijgt de via solar opgewekte energie een opslagplek. Meer weten over het installeren van een ESS? We leggen het volgende uit:

1. In welke situaties biedt een ESS voordelen?
2. Welke soorten ESS zijn er?
3. Welke producten zijn nodig voor het installeren van een ESS?
4. Wat doen deze ESS onderdelen en hoe werken ze?
5. Welk overig materiaal is nodig voor de installatie?
6. Wat kosten de benodigde producten?
7. Waar zijn ESS benodigdheden te koop?
8. Wat kost het (laten) aanleggen van een ESS?
9. Welke financiële voordelen kan een ESS opleveren?
10. Stappenplan voor het zelf installeren en aansluiten
11. Configureren
12. Ontladingsdiepte
13. 1-fasig of 3-fasig
14. Hub-assistenten en ESS
15. ESS of een Tesla Wall?
16. Problemen en oplossingen
17. FAQ

Een ESS slaat, gedurende de zonuren, solar-energie op in de accu. Deze stroom is dan te gebruiken op momenten wanneer de zon niet schijnt. Een ESS is op vele manieren te configureren. Het is een flexibel systeem, aanpasbaar naar wensen, omstandigheden en benodigdheden. Denk aan de verhouding tussen zonnestroom en netstroom. Of aan de verdeling tussen direct gebruik voor apparaat-voeding en opslag in de thuisaccu.

Verschil tussen ESS en off-grid
Noot: een Energy Storage System is er voor het thuis opwekken en opslaan van energie. Binnen een off-grid systeem doen de zonnepanelen dienst voor het laden van een 12V of 24V accu, en niet om terug te kunnen leveren aan het net. Een off-grid is er voor kleinere boten, campers en caravans, met een kleiner benodigd vermogen aan zonnepanelen.

1 Wanneer biedt een ESS voordelen?

Wanneer loont het om een ESS aan te leggen? En wanneer niet?

Het laatste – wanneer niet – geldt voor situaties waarbij het systeem geheel onafhankelijk moet zijn van het vaste net. Zoals het off-gridsysteem of een ander intern systeem voor bijvoorbeeld boot of auto. Een ESS is evenmin geschikt voor systemen met een zogeheten omvormerprioriteit. Dit staat ook bekend als ‘intentioneel eilandbedrijf’. Een eilandbedrijf is, kortweg, een elektrisch gesloten netwerk zonder koppelingsmogelijkheid met een ander elektriciteitsnet. Er is bijvoorbeeld géén grensoverschrijdende koppeling via het hoogspanningsnet. Dit maakt het eilandbedrijf kwetsbaar voor storingen: er is immers geen back-up van een ander vast stroomnet. Het ESS vereist altijd een anti-eilandbedrijfbeveiliging. Deze is in meerdere producten van Victron ingebouwd.

In welke situaties biedt een ESS wél voordelen? Dit systeem is geschikt voor een thuissituatie waarin u zelf duurzame stroom wilt opwekken, opslaan en gebruiken voor:

• Zelfverbruik: het opladen en op spanning houden van apparaten thuis
• Het aanleggen van een back-upsysteem met behulp van zonne-energie
• Een mix van zelfverbruik en het opbouwen van stroomreserve
• Het kunnen terugleveren aan het vaste elektriciteitsnet

De opgebouwde accucapaciteit is dus onder meer aan te wenden voor zelfverbruik en voor back-updoeleinden. Het back-upsysteem is feitelijk handig voor twee situaties. Enerzijds als ‘echte’ back-up, voor tijdens een mogelijke stroomstoring. Anderzijds is het PV vermogen in de thuisaccu hiermee flexibel inzetbaar. Juist dat is een belangrijk kenmerk van een ESS. Het duurzaam voeden van de belastingen met PV vermogen kan structureler dan alleen op het moment waarop de zon schijnt. Ook op de momenten waarop er anders onvoldoende rechtstreeks PV vermogen beschikbaar voor zou zijn, zijn de apparaten te voeden met solar.

De verhoudingen zijn zelf in te stellen. Verderop in dit artikel leest u daarover meer.

2 Welke soorten ESS zijn er?

Er zijn meerdere soorten energieopslagsystemen voor thuis. Een ESS met MPPT zonnelader, een ESS met netgekoppelde omvormer, een ESS met beide of een ESS met een generator als back-upfunctie.

Wanneer ESS met MPPT zonnelader
In een klein systeem zal een MPPT effectiever zijn dan een netgekoppelde omvormer. De laatste zet de zonne-energie eerst om van DC naar AC, en vervolgens weer terug. Dit leidt tot verliezen van 20 tot 30 procent. Een MPPT is echter tot 99% efficiënt. Dit verschil zal nog meer tot uiting komen bij energieverbruik tussen voornamelijk 's ochtends en 's avonds.

Alle Victron MPPT-zonneladers zijn geschikt voor een Victron energieopslagsysteem. Zowel de modellen met een VE.Direct-poort als de modellen met een VE.Can-poort.

Wanneer ESS met netgekoppelde omvormer
Is het grootste deel van het energieverbruik voor overdag? Dan zal een netgekoppelde omvormer efficiënter zijn. Denk aan airconditioning in een kantoor. Na een (zeer efficiënte) omzetting naar AC doet de PV-energie dan direct dienst voor, bijvoorbeeld, de airconditioning.

Is teruglevering niet het doel? Overweeg dan een MPPT-zonnelader of anders een Fronius PV-omvormer, en gebruik de Zero Feed-in-functie. Dit geeft een veel stabieler systeem. Met de Fronius Zero Feed-in voor Fronius netgekoppelde omvormers kan het ESS de uitgangsstroom van de omvormer continu monitoren en actief regelen.

ESS met een generator
Het is mogelijk om een ESS te configureren voor systemen met een dieselgenerator. De CCGX heeft hiervoor een start-stopfunctie voor de generator-set. Deze generator dient dan als back-up, voor bij langdurige stroomstoringen. Let op: de configuratie van de elektriciteitsnetcode en de stroomuitvaldetectie vereist hierbij speciale aandacht.

Selecteer in deze setting op het GX-apparaat ‘Generator’ als het type AC-ingang. Dit gebeurt in het menu binnen ‘Systeeminstellingen’. Dat maakt het opladen met behulp van de generator mogelijk. Zorg wel voor een correcte belasting van de generator, inclusief de juiste parameters voor automatische uitschakeling.

In- en uitschakelen van teruglevering: hoe werkt dat?

Overtollige PV stroom terugleveren aan het vaste stroomnet? Of, al dan niet tijdelijk, juist niet meer? Bij een ESS met MPPT zonnelader werkt dit anders dan bij een ESS met netgekoppelde omvormer.

ESS met MPPT zonnelader
Terugleveren van PV voeding is in en uit te schakelen met de CCGX. Dit kan via het menu bij ‘Energy Storage Systems’. Zie verder de handleiding. Is de PV voeding uitgeschakeld dan geldt dit uiteraard alleen voor het terugleveren. Deze energie is dan vanzelfsprekend nog wel steeds beschikbaar voor het voeden van de AC-belastingen van de apparaten thuis.

ESS met netgekoppelde omvormer
Terugleveren van zonne-energie gebeurt in deze setting automatisch. Er zijn géén instellingen voor nodig of aanpassingen in het ontwerp. Derhalve maakt ook het ook niet uit of er een aansluiting is op de ingang en/of uitgang van de omvormer/acculader.

Is teruglevering echter niet gewenst? Dan is er hiervoor binnen een ESS met netgekoppelde omvormer één optie. Namelijk het gebruiken van een Fronius netgekoppelde omvormer met de Fronius Zero Feed-in functie.

Opmerking: gebruik in een No-feed-in-systeem géén netgekoppelde omvormer van andere merken. Want daarmee vervalt de mogelijkheid om teruglevering te voorkomen. Gebruik evenmin de Hub-2-assistent als alternatieve methode. Zo’n niet-volmaakte installatie kan namelijk leiden tot problemen en zelfs een volledige uitval van het systeem.

3 Welke producten zijn nodig voor het installeren van een ESS?

Een ESS bestaat minimaal uit deze componenten:

• Zonnepanelen

Een zonnepaneel of meerdere zonnepanelen vormen de basis van het ESS.

• Een omvormer / acculader

De omvormer/oplader is de hoofdcomponent van het energieopslagsysteem voor thuis. De MultiPlus-II is voor een ESS bij uitstek geschikt.

• Een GX apparaat

Voor het beheer van het systeem is er een GX nodig, zoals de Color Control GX (CCGX) of Ekrano van Victron. Deze control biedt ook een uitgebreide monitoring, zowel lokaal als op afstand. Dit gebeurt in connectie met het Victron VRM Portal en de VRM App.

• Een accu

Een van de key componenten van een ESS is de opslagaccu voor thuis. Welke accu’s zijn hiervoor geschikt? Lees verder in het volgende hoofdstuk.

Optioneel zijn:

• Een accumonitor
• Een netstroommeter
• Een PV installatie (zonnepanelen)

4 Wat doen de ESS componenten en hoe werken ze?

Zonnepanelen

Zonnepanelen zijn fotovoltaïsch. Een zonnepaneel zet energie uit de zon om in elektriciteit. De fotovoltaïsche cellen destilleren hiervoor een deel van de fotonen uit het zonlicht. Zonlicht dat schijnt op het zonnepaneel zorgt voor elektrische spanning tussen de lagen van de zonnecellen. Het juiste systeem, inclusief een omvormer, kan deze spanning opvangen en converteren naar bruikbare energie, voor het voeden van apparaten van divers voltage.

Omvormer/acculader (Victron MultiPlus II)

De omvormer/oplader is de hoofdcomponent van het energieopslagsysteem voor thuis. Victron Energy biedt hiervoor de MultiPlus of Quattro met als vereisten dat ze beschikken over twee AC-uitgangen (bi-directioneel) en een tweede generatie microprocessor (26 of 27). Een Victron Quattro werkt hetzelfde als een Multiplus, maar heeft daarnaast twee AC ingangen voor bijvoorbeeld 230V walstroom en daarnaast een generator.

De MultiPlus-II is voor een ESS bij uitstek geschikt. Het combineert de functies van de MultiPlus en de MultiGrid. Het heeft alle functies van de MultiPlus met als extra een dubbele AC-ingangsontkoppelingsrelais. Daarmee voldoet de MultiPlus-II aan de vereiste netcodenormen voor het kunnen terugleveren van stroom. Daarnaast biedt deze Victron nog meer capaciteit rondom de functies van PowerControl en PowerAssist.

Meer over de Victron MultiPlus-II

De Victron MultiPlus-II varianten zijn a) krachtige, pure sinusomvormers met twee AC-uitgangen en b) geavanceerde acculaders. De MultiPlus II is ontwikkeld voor ESS. Het is het belangrijkste onderdeel van het Victron energieopslagsysteem. Het heeft een slimme laadtechnologie, snelle AC-schakelaar en ingebouwde anti-eilandbedrijf-functie. Het apparaat is zeer geschikt voor toepassingen met extra interface voor andere producten en/of bewaking op afstand. Zoals een energie-opslagsysteem binnen een netwerk.

Samenwerking met MPPT laders en PV omvormers
De MultiPlus II werkt goed samen met zowel MPPT-zonneladers als netgekoppelde PV-omvormers. Deze omvormer/acculader is multifunctioneel. Het heeft als gezegd dezelfde functies als de Victron MultiPlus, maar heeft óók een externe stroomsensor-optie. Deze breidt de PowerControl en PowerAssist-functies uit tot een hoger amperage.

PowerControl en PowerAssist
Met de functie van PowerControl voorkomt deze krachtige MultiPlus overbelasting van de generator- of walaansluiting. Daarnaast is er als gezegd PowerAssist. Daarbij compenseert de MultiPlus de kortstondige piek aan wal- of generatorstroom onmiddellijk met stroom van de batterij.

Onmiddellijk switchen bij stroomstoring
Bij een stroomstoring neemt de Victron MultiPlus-II in minder dan 20 milliseconden de voeding van de aangesloten belastingen over. Dankzij de voeding uit de aangesloten thuisaccu('s) blijven de aangesloten apparaten zo ongestoord functioneren, zonder crashes.

Twee AC-uitgangen
De MultiPlus II heeft twee AC-uitgangen. De hoofduitgang is onderbrekingsvrij. De tweede uitgang activeert alleen bij wisselspanning op de AC ingang van het apparaat. Belastingen waarvan de accu niet te diep mag ontladen, zoals een boiler of airco, sluit u hierop aan. Dit als bescherming bij een stroomonderbreking aan de AC-ingang van deze MultiPlus.

Geschikt voor hoge inschakelstroom
De MultiPlus kan hoge opstartvermogens aan en levert een hoog stabiel vermogen. Daarmee is deze ook zeer geschikt voor onder andere Nespresso en Senseo apparatuur. Maar ook voor bijvoorbeeld hoge benodigde inschakelstroom voor het starten van spanningsomvormers voor ledlampen, halogeenlampen en elektrisch gereedschap.

Hoog uitgangsvermogen
Overigens is er een nagenoeg onbegrensd uitgangsvermogen mogelijk: dankzij parallelschakeling met tot wel zes Victron Multi's aaneengesloten. Daarnaast is het mogelijk om drie Multi’s dusdanig te configureren dat ze een drie-fase uitgang leveren.

Grootte van de omvormer/acculader: welke capaciteit moet de omvormer/acculader hebben? Dat is afhankelijk van het type installatie.

In een netparallelle installatie mag de capaciteit van de omvormer/acculader kleiner zijn dan de (te verwachten) hoogste nominale - en piekbelastingen. Voor de basisbelasting van een tweepersoons huishouden bijvoorbeeld is een omvormer/acculader van 800 VA meestal voldoende. Voor een heel gezin is waarschijnlijk een 3000 VA omvormer/acculader voldoende voor het kunnen voeden van de meeste apparaten – mits niet meerdere tegelijk. Heeft het ESS voldoende opslagcapaciteit? Dan is het met (ongeveer) de genoemde grootten van de omvormer/lader misschien wel helemaal niet nodig om in de zomerse maanden stroom te gebruiken van het vaste elektriciteitsnet.

Voornamelijk als back-up?
Gebruikt u het ESS (voornamelijk) als stroom back-upinstallatie? Pas in dat geval het vermogen van de PV omvormer/acculader aan de te verwachten belastingen aan.

GX apparaat

Wat is en doet een GX apparaat binnen het Energy Storage System? Voor het monitoren van een Victron ESS is de Victron Color Control GX of Ekrano nodig. Dit is een controlepaneel met een intuïtief display. De CCGX heeft een internetconnectie met het VRM Online Portal. Deze connectie kan ook plaatsvinden via ethernet, ofwel een thuisnetwerk. Zonder Wifi of LAN slaat de CCGX de gegevens tijdelijk intern op; op een externe kaart of op een USB-drager. U kunt deze bestanden vervolgens converteren met de VictronConnect app, voor analyse.

Controle en monitoring
Het monitoren via de Color Control GX dient meerdere doeleinden. Om te beginnen houdt het (desgewenst) de noodaccu 100% volgeladen. De CCGX biedt ook configuratiemogelijkheden en instelopties zoals voor het wel of niet terugleveren van de zelf opgewekte zonne-energie aan het vaste net.

De Victron CCGX kan ook automatisch een aggregaat inschakelen. Dit kan nodig zijn bij te lage accuspanning, bij te hoog energieverbruik of bij een bepaalde laadstatus van de accu.

Accu

Een van de key componenten van een ESS is de opslagaccu, ofwel accu of accubank voor thuis. Spreken we van thuisaccu of thuisbatterij dan bedoelen we er deze opslagaccu mee. Welke accu’s zijn hiervoor geschikt?

Denk aan deze lithium accu’s van PureAcell. Alle premiummodellen zijn optioneel te verbinden met CCGX voor ESS.

12 volt LiFePo4	24 volt LiFePo4	48 volt LiFePo4
12v100ah	24v100ah	48v100ah
12v230ah	24v230ah	48v150ah
12v280ah	24v280ah	48v230ah
12v460ah	24v460ah	48v280ah
12v560ah

 

TIP:
De Premium 48-280ah thuisbatterij 15 kWh (met 10 kW output) is een 48V lithium accu voor energieopslag thuis. Deze kunt u ook parallel zetten voor het bereiken van een hoger vermogen. Dus zet u bijvoorbeeld twee van deze zonne-energie opslagbatterijen parallel in? Dan resulteert dat in 2 x 10 = 20 kW output vermogen. 

Gebruikt u een loodzuuraccu OPzS en OPzV?

Houd dan rekening met de relatief hoge interne weerstand.

Loodzuuraccu's: AGM / GEL: beter niet voor ESS

We adviseren géén standaard AGM- en GEL-accu’s te gebruiken voor installaties met een accubank voor dagelijks gebruik, zoals een ESS.

Accu: welke capaciteit?

Hoe groot moet de accu zijn, binnen het systeem van thuis opslaan van energie? Gaat het om bijvoorbeeld 5,10 of 15 kilowatt? Dat is afhankelijk van het totale stroomverbruik. De volgende feiten en overwegingen helpen bij het kiezen van de juiste capaciteit accu:

• Tel het benodigde piekvermogen van alle apparaten in huis op, bij gelijktijdig gebruik.
• In de winter gebruiken de apparaten de meeste stroom. Kiest u een fors grotere accu dan dat de zonnepanelen aan wattpiekvermogen leveren? Bedenk dan dat u in de winter zo’n grote thuisaccu waarschijnlijk niet vol krijgt.
• Kies echter wel een iets grotere thuisaccu, als marge. Hebt u bijvoorbeeld 3 kW aan zonnepaneelvermogen op uw dak? Dan is een 15 kW accu een logische optie.
• Besef: in de winter wekt u het wattpiekvermogen aan zonnepanelen gemiddeld één keer op, tegenover in de zomer gemiddeld 2,5 keer!

Accumonitor

Wanneer is een externe accumonitor nodig? Antwoord: als het ESS bestaat uit een accutype zonder monitor én als er sprake is van een extra stroombron zoals een DC-windgenerator. Voorbeelden van batterijen zonder monitor zijn loodzuuraccu’s of lithiumaccu's zonder Victron connectiviteit.

Een extra accumonitor nodig? Kies dan een BMV-700 of Lynx Shunt VE.Can.

In andere gevallen is een accumonitor dus niet nodig. Zo hebben onze PureAcell  lithiumaccu’s met CAN-bus-aansluiting al een ingebouwde variant. Een losse accumonitor zal hiermee zelfs ook conflicteren.

Netstroommeter

Een ESS is zowel met als zonder externe netstroommeter te gebruiken.

Met deze component is het mogelijk om een parallel systeem te configureren naast het elektriciteitsnet. Zonder netstroommeter sluiten alle belastingen aan op de AC-uitgang. Binnen een ESS met PV omvormer moet deze aangesloten zijn op de AC-uit.

Anders gezegd: een netstroommeter is vereist als er een duurzame AC-bron of AC-belasting is tussen het aansluitpunt van het elektriciteitsnet en de ingangszijde van de MultiPlus. Zonder netstroommeter zou de GX anders onjuiste resultaten en registraties geven.

Een netstroommeter of energiemeter krijgt een plek in het hoofddistributiepaneel. Namelijk tussen het elektriciteitsnet en de (volledige of gedeeltelijke, net-parallelle) installatie.

PV / zonnestroom

Een PV (afkorting van ‘Photovoltaic’ ofwel het direct omzetten van licht in elektriciteit) hoeft niet per se onderdeel te zijn van het ESS. Een voedingssysteem zonder PV ofwel zonnestroom is typisch voor virtuele energiecentrales. Daar is de installatie onderdeel van een cluster van kleine opslagsystemen die energie leveren aan het elektriciteitsnet tijdens piekuren. Denk aan microwarmte-krachtcentrales, windturbines en kleine waterkrachtturbines. Dit voor een betere balans in relatie tot de energievraag.

5 Welk overig materiaal is nodig voor de installatie?

Zie hiervoor 10.3 in dit document.

 

6 Wat kosten de benodigde producten?

Houd er rekening mee dat een systeem als deze al gauw enkele duizenden euro's kost. Voor een schatting van de kosten kunt u in eerste instantie in deze tabel kijken. Desgewenst kunt u doorklikken naar de betreffende (deels optionele) benodigde apparaten en materiaal, voor de actuele prijzen. Stel dat u bijvoorbeeld zelf nog een accu voor de opslag beschikbaar heeft, dan zal dit de kosten drukken. Inclusief accu's zal het bedrag - als ruwe schatting - al gauw neerkomen op minimaal 3000, 4000 euro (onder voorbehoud van wijzigingen en natuurlijk van omvang). Besef dat elk systeem naar eigen wensen en toepassingen is samen te stellen. Dit kan van grote invloed zijn de uiteindelijke investering.

Zonnepanelen	Energiemeter RS485 tot USB-interface
Omvormer / acculader | MultiPlus-II	Victron Zigbee naar USB
GX apparaat / Victron CCGX	Zigbee naar RS485-omvormer
Accu(‘s) zoals deze	Victron Stroomsensor: AC current sensor
Accumonitor (i.v.t.) zoals deze of deze	Victron Energy meter 1-fasig
Netstroommeter (i.v.t.)	Victron Energy meter 3-fasig
Interface MK3 USB	Victron WiFi-module
RJ45 UTP-kabels	VE.Can tot CAN-bus BMS-kabel
VE.Direct kabel	Externe anti island beveiliging
MPPT zonnelader

 

7 Waar zijn de Victron ESS producten te koop?

Alle producten voor een Victron ESS zijn te koop op PureAcell.nl.

8 Wat kost het laten installeren?

PureAcell.nl biedt alle producten voor het installeren van een ESS aan. Deze zijn bij ons ook los te koop. We kunnen u hierover ook goed adviseren. Wilt u het installeren ervan (mogelijk) uitbesteden? En bent u benieuwd naar deze kosten van installatie? Neem contact met ons op: afhankelijk van het systeem en de aard en omvang van de installatie, kunnen wij u helpen aan een installateur.

9 Financiële voordelen van een ESS

De genoemde doeleinden en de voordelen die duurzame energie biedt, zijn één. Daarnaast is vooral het kosten-opbrengstenplaatje van belang bij de vraag: wel of niet thuis een ESS aanleggen? Wat betreft de kostem zijn de volgende vragen van belang.

Wat zijn de kosten van de losse componenten van een ESS? Denk daarbij aan de grotere producten en apparaten die er deel van uitmaken. Maar denk ook aan de kosten van overig materiaal voor het aanleggen van zo’n systeem. Zoals bekabeling, voor zover niet bij het product inbegrepen. En: wat kost het (laten) installeren ervan? Zie hiervoor de inhoud van dit document onder punt 6) en punt 8).

Opbrengsten
Aan de andere kant: wat levert een ESS op? Waaruit bestaan de opbrengsten op korte, middellange en langere termijn? Vanaf wanneer maken deze kosten het aanleggen van een eigen ESS rendabel? Kijk bij de kosten-batenanalyse ook naar eventuele subsidie en de actualiteit van de salderingsregeling. Subsidie maakt een ESS initieel goedkoper, terwijl de salderingsregeling in sterke mate bepaalt of terugleveren wel of niet rendabel zal zijn.

ESS subsidie voor bedrijf of particulier
Het principe van thuis opwekken van energie kan óók van toepassing zijn op een (klein) bedrijf. Het kan zijn dat de onderneming hierbij recht heeft op een subsidieregeling, zoals voor het nemen van energiebesparende maatregelen. Hetzelfde kan van toepassing zijn of worden voor particulieren. Lees de officiële overheidswebsites voor de actuele stand van zaken. Behalve in Nederland kunnen er ook subsidies gelden in België: daar komt bijvoorbeeld onze PureAcell Thuisbatterij in aanmerking voor een korting tot wel 1250,- euro (!).

Salderingsregeling
De salderingsregeling houdt in dat u een gunstig bedrag krijgt voor zelf opgewekte energie die u teruglevert aan het vaste net. De stroom die u overhoudt kunt u (op zijn minst) wegstrepen tegen de kosten van stroom uit het elektriciteitsnet. De salderingsregeling is echter eindig. Dat leidt ertoe dat thuis opgewekte energie bij verkoop minder oplevert dan dat de stroom uit het vaste net kost. Met een ESS kunt u de zelf opgewekte duurzame energie echter ook opslaan voor later gebruik. Dat maakt een ESS dan weer rendabeler.

Het verschilt per land en nationale regels of terugleveren zinvol is. Er zijn landen waar terugleveren geen financieel nut heeft, het zelfs geld kost of waar het überhaupt niet mag. In Nederland is verrekening met de kosten voor het elektriciteitsnet echter (nog) mogelijk.

Dynamisch stroomcontract - Dynamic ESS !

Met een dynamisch stroomcontract is het nog interessanter dan salderen bij een vast contract. Het ESS systeem maakt zelf de keuze op basis van uw stroomverbruik waneer er stroom bijgekocht wordt en wanneer er teruggeleverd wordt. Terugleveren zal meestal in de piekuren gebeuren wanneer de stroom om z'n duurst is. 

10 Stappenplan voor een ESS van Victron

Verkrijg inzicht in hoe een Victron Energy ESS-systeem werkt

Hoe zit een ESS van Victron in elkaar? Op deze pagina vindt u het antwoord. Het geeft inzicht in de opzet, de benodigdheden en de wijze van installeren en configureren. Na het lezen van deze pagina een uitgebreide video bekijken voor meer details? Dat kan:

Stap 2

Bepaal welke type ESS

Na het globale inzicht in wat een Energy Storage System letterlijk inhoudt, kiest u welk type ESS voor uw situatie geschikt is. Er zijn meerdere manieren om een ESS-systeem in te richten. Het kan ook een combinatie hiervan betreffen. Dit zijn de mogelijkheden:

• DC-gekoppelde ESS
• AC-gekoppelde ESS
• ESS met energiemeter
• Netparallel
• Gebruik met essentiële belastingen

Onderstaande tekening links toont de bedrading met gebruik van een MultiPlus-II.

De tekening rechts toont de bedrading met gebruik van een MultiPlus of Quattro.

Beide tekeningen tonen alle AC- and DC-gekoppelde combinaties.

Stap 3

Selecteer de hardware / componenten

Welke hardware is nodig om aan te schaffen? Het ESS bestaat, zoals eerder omschreven, uit meerdere componenten. Voor elk component biedt Victron Energy meerdere keuzes.

Victron omvormer / acculader

• De MultiPlus II
• Quattro
• MultiPlus

Interface

• Interface MK3 USB

Victron GX

• De CCGX, als eerder omschreven

Kabels

• RJ45 UTP-kabels
• VE.Direct kabel

Accu

Zoals onze 15Kwh PureAcell Premium 48v280ah 

De grootte van de accu / accubank: de capaciteit van de accubank heeft vanzelfsprekend invloed op de mogelijkheden van het ESS. Hoe groot moet(en) de accu(’s) zijn? Wat zijn de voordelen en nadelen van een kleinere dan wel grotere thuisbatterij?

In een netparallel systeem gelden de volgende voordelen en nadelen:

• Een kleine accu is vanzelfsprekend goedkoper, maar er is slechts opslagcapaciteit voor ongeveer een dag.
• Een kleine accu laadt en ontlaadt met hoge stromen. Dit verkort de levensduur van met name loodzuuraccu’s.
• Een grotere accu, mits gecombineerd met een relatief grote PV-installatie, kan op zonnige dagen overtollige energie opslaan. Precies zoals vaak de bedoeling is: voor het beschikbaar hebben van PV-stroom óók tijdens (meerdere) dagen zonder zon.
• Een grotere accu maakt u onafhankelijker bij een stroomstoring. Dit geldt helemaal als het ESS sommige belastingen ononderbroken moet kunnen voeden, bijvoorbeeld om uitval te voorkomen. Een grotere thuisaccu zorgt hiermee voor meer veiligheid.

Bepaal, bij een opslagsysteem voor back-up, de vereiste autonomie in geval van een stroomstoring. Aan de hand daarvan kunt u de benodigde capaciteit van de accubank berekenen. Zie hier een leidraad rondom het bepalen van de minimale accucapaciteit.

Aanvullend, voor een DC-gekoppelde ESS:

• MPPT zonnelader van Victron
• VE.Direct kabel
• Zonnepanelen. Een zonnepaneel zet energie uit de zon om in elektriciteit. Het juiste systeem, met omvormer, vangt deze spanning op en converteert deze naar bruikbare energie.

Aanvullend, voor een AC-gekoppelde ESS:

• Met elektriciteitsnet verbonden PV omvormer
• Zonnepanelen

ESS met energiemeter

• Bijvoorbeeld deze 1-fasige Victron energiemeter ET112
• Bijvoorbeeld deze 3-fasige Victron energiemeter ET340
• Energiemeter accessoires:
  • ASS030572018 - RS485 tot USB-interface 1,8 m
  • Victron Zigbee naar USB en Zigbee naar RS485-omvormer

PV vermogen meten uit omvormer verbonden met elektriciteitsnet?

En is deze omvormer van een ander type dan Fronius, SMA, ABB of Solar Edge? Dan is één van deze producten nodig:

• Victron Stroomsensor: AC current sensor
• Victron Energy meter
  • Bijvoorbeeld deze 1-fasige Victron energiemeter ET112
  • Bijvoorbeeld deze 3-fasige Victron energiemeter ET340

Zie ook de CCGX handleiding.

Gebruikt u een smart accu zoals een BYD? Dan is wellicht deze accessoire nodig:

• VE.Can tot CAN-bus BMS-kabel

 

Externe anti-eilandbedrijfbeveiliging?

Het ESS vereist altijd een anti-eilandbedrijfbeveiliging. Dit geldt dus ook voor een systeem zonder teruglevering. In meerdere van de Victron producten is een anti-eilandbedrijfbeveiliging ingebouwd. In sommige landen is dit voldoende. Is dit niet het geval in het land van installatie? Installeer dan een externe anti-eilandbedrijfbeveiliging.

Meer informatie: VEConfigure: elektriciteitsnetcodes & stroomuitvaldetectie.

Stap 4

Materiaal installeren

Pak de handleidingen van alle systeemonderdelen erbij. Begin met installeren en met het aanleggen van de bedradingen, conform deze gebruiksaanwijzingen.

Wacht nog met het verbinden van de communicatiekabels tussen de verschillende systeemcomponenten. Dit komt later (zie Stap 8).

Let op de aansluitingen van de temperatuursensor aan de Multi / Quattro, voor temperatuurcompensatie bij het laden. Let ook op de bedrading voor de spanningsdetectie bij een MPPT zonnelader. Zie daarvoor de desbetreffende handleidingen.

Aansluiting van de netgekoppelde omvormer
Voor de aansluiting van de netgekoppelde omvormer zijn er twee mogelijkheden. Namelijk 1) parallel met de Multi of de Quattro en 2) op de AC-uitgang.

Factor 1.0-regel
Bij aansluiting op de AC-uitgang is het noodzakelijk om de factor 1.0-regel na te leven. De factor 1.0-regel betreft het maximum aan PV vermogen dat kan worden geïnstalleerd. Namelijk 3.000 VA Multi >= 3.000 Wp geïnstalleerde zonnestroom. Dus voor bijvoorbeeld een 8.000 VA Quattro is het maximum 8.000 Wp. En voor twee parallelle 8000 VA Quattro's is het maximum 16.000 Wp, enzovoort. Zie bron: Victron.

Stap 5

Update firmware

Updaten van de firmware van al het materiaal kan automatisch, via de GX die in gebruik is: de CCGX. Zorg voor verbinding met internet en volg de aanwijzingen binnen het menu en/of de handleiding.

Wat betreft omvormer/acculaders en MPPT-zonneladers: gebruik VictronConnect. Zie hiervoor de handleiding van de VictronConnect, hoofdstuk Firmware-updates.

Stap 6

Opstellen van parallelle en/of 3-fasige omvormers/acculaders

Let op: bij gebruik van een enkelvoudige omvormer/acculader is deze stap niet van toepassing.

Bevat het systeem echter meerdere omvormers/acculaders? Stel ze dan eerst op voor parallel en/of 3-fasig draaien. Hoe dit werkt, is hier te vinden.

Stap 7

Configureren van omvormer/acculader(s)

Configureer de omvormer en ga daarbij als volgt te werk:

Download en installeer het VEConfigure Tools-softwarepakket. En verbind de computer met de omvormer/acculader, via de MK3-interface. In deze video vindt u uitleg:

Deze instellingen zijn van belang:

• Accumonitor
• Acculader
• AC-invoerlimiet
• Elektriciteitsnet
• ESS-assistent toevoegen

Stap 8

Communicatiekabels verbinden

• Verbind CCGX met omvormer/acculader(s), via een RJ45-kabel
• Verbind MPPT met CCGX, via een VE.Direct-kabel
• Verbind energiemeters met CCGX met RS485 interface of Zigbee-toestellen, via de USB
• Verbind smart accu met CCGX, via een speciale RJ45-kabel
• Verbind CCGX met internet, via een ethernet-kabel of Wifi

Stap 9

Instellingen GX apparaat

• Ga op de CCGX naar ‘ESS-instellingen’ en doorloop deze
• Ga naar CAN-bus en selecteer ‘smart accu’
• Vind Fronius, SMA of Solar edge op CCGX en wijs correcte rol toe
• Vind de huidige sensor op CCGX en wijs correcte rol toe
• Vind energiemeter(s) op CCGX en wijs correcte rol toe

Stap 10

VRM opstellen

• Ga naar Victron VRM
• Maak een gebruikersaccount aan of log in
• Voeg het systeem toe aan uw account
• Controleer of het inloggen werkt

Meer informatie, zie de VRM Portaal-documentatie.

Stap 11

Zet het ESS in werking

• Zet het systeem in werking. Lees hier hoe
• Beperk desgewenst de toegang voor de eindgebruiker
• Schakel desgewenst de automatische firmware-update uit

 

EXTRA VRAAG & ANTWOORD:

Werkt zonnestroom binnen een ESS nog als de grid uitvalt?

Een ESS combineert het opwekken van stroom uit zonnepanelen met het vaste net, conform beschreven op deze pagina. Maar stel, het vaste net (de grid) valt uit. Wat betekent dit voor het opwekken van stroom uit zonnepanelen? Kan dit doorgaan of stopt dit dan óók? Het korte antwoord is: dat hangt af van de configuratie. Wilt u een ESS inrichten dat wat betreft het zonneladen onafhankelijk is van net-uitval? Dan moet de grid omvormer van de panelen aangesloten zijn op de uitgang van de Multiplus II (of Quattro). Dit kan alleen bij een seriële plaatsing. In die configuratie kan, bij netuitval, de grid omvormer (inverter) alsnog de benodigde 50Hz frequentie herkennen, namelijk via de MultiPlus II als alternatief. Meer informatie daarover, evenals over het belang van de ‘1-op-1-regel’ voor een seriële configuratie.

Alleen als de Grid Converter is aangesloten op de MPII-uitgang zoals aangegeven op deze afbeelding zal deze converter - de grid omvormer - ook bij netuitval gewoon blijven werken:

Toelichting hierop: om binnen een ESS bij 230V grid-uitval het opwekken van stroom via de panelen blijvend te laten werken, moet de grid omvormer (inverter) de 50Hz frequentie van de netspanning herkennen. Anders zal deze grid inverter niet in werking kunnen treden ten behoeve van de panelen. Aangezien (uit veiligheidsoogpunt) een uitgevallen stroomnet geen 50Hz meer ‘aanbiedt’, moet hiervoor dan een alternatief beschikbaar zijn.

En dat alternatief is er (mits er sprake is van de juiste opstelling): de Grid Converter – oftewel de grid omvormer – kan deze 50Hz 230V netspanning dan aangeboden krijgen van de MultiPlus II. Dit zorgt voor een ononderbroken levering van stroom aan de verbruikers binnen het systeem, op basis van zonne-energie. Echter, een voorwaarde voor deze herkenning is een seriële schakeling zoals afgebeeld op de vorige illustratie. Daarop is te zien dat de MultiPlus II zich tussen de grid en de grid omvormer in bevindt.

Is het ESS met de MultiPlus II en de grid inverter parallel geschakeld? Zoals op de volgende afbeelding van een parallelle plaatsing te zien is? Dan zal de inverter de 50Hz niet van de MultiPlus II kunnen ontvangen. Feitelijk split je het 230V net binnen dit parallelle systeem in tweeën. Daarbij zet je één deel van de meterkast achter de MultiPlus. De grid omvormer is dan verbonden met het andere deel – dus niet rechtstreeks met de MultiPlus. Dat maakt het logischerwijs onmogelijk voor de grid omvormer om de 50Hz van de MultiPlus te herkennen.

Kortom, en zoals gezegd, een seriële opstelling (zoals te zien is op de eerst getoonde afbeelding op deze pagina) maakt het wél mogelijk om de grid omvormer, bij uitval van het 230V stroomnet, te voorzien van de noodzakelijke 50Hz frequentie. In deze configuratie is de meterkast namelijk als geheel aangesloten achter op de uitgang van de MultiPlus II.

Voorbeeld

Neem het volgende voorbeeld rondom een MultiPlus II 3000vA met bijbehorende grenscapaciteit van 2400 watt. Met grenscapaciteit bedoelen we hier dat de MultiPlus tot een maximum van 2400 watt kan ontvangen. Maar stel dat de zonnepanelen méér aan stroom opwekken – en zouden kunnen leveren – dan deze 2400 watt. In dat geval is het niet mogelijk om het ESS systeem met gebruik van een MultiPlus II 3000vA serieel in te richten.

Een alternatief is dan een MultiPlus II met hogere capaciteit, wil je blijven ‘voldoen’ aan de 1-op-1-regel binnen een seriële configuratie. Kies je niet voor deze (duurdere) optie dan blijft alleen de parallelle configuratie over.

In die laatste setting is het, zoals deze pagina beschrijft, niet mogelijk om de zonnepanelen het werk te laten blijven doen bij een uitval van het vaste net. Zeker bij een groot arsenaal aan panelen zal dit al gauw zonde van het opbrengstpotentieel zijn.

11 Configureren

Wanneer het configureren van het ESS aan de beurt is (zie ook het Stappenplan op deze pagina) dan komen er veel mogelijkheden aan bod. Begin eerst met het updaten van de nieuwste firmware.

In hoofdstuk 4 van het Victron Energy document staan de instructies voor het upgraden, evenals de instellingen om (waar van toepassing) te doorlopen. Er spelen daarbij meerdere overwegingen een rol. In het hoofdstuk staat informatie over de configuratie-instellingen van de Multi/Quattro en de ESS-assistent, evenals die van het GX-apparaat en, indien van toepassing, de MPPT zonnelader. Hierbij komen configuraties aan bod zoals met betrekking tot:

• Instellingen in VEConfigure
• Invoerstroomlimiet
• PowerAssist
• Alarm bij laag opgeladen accu
• Optimalisatie met en zonder BatteryLife
• Configuraties met en zonder netstroommeter in het systeem
• Teruglevering aan het vaste net
• Fasecompensatie
• Minimale ontlading SoC
• Beperken van het laadvermogen
• Beperken van de omvormerstroom
• Inschakelen van Net-feed-in
• Gepland opladen via de GX
• Type AC-invoer

Instellen van toepassingen voor de opgewekte stroom
Met een ESS vangt u zonne-energie op. Het systeem slaat deze op in de thuisbatterij als er PV vermogen overblijft na het voeden van de belastingen. Zo biedt het 1) ondersteuning voor netstroom, 2) het kan vanuit de thuisaccu de belastingen voeden óók als er op dat moment te weinig rechtstreeks PV vermogen is én 3) het kan stroom terugvoeren naar het elektriciteitsnet.

Produceert het ESS meer energie dan bruikbaar is voor a) het laden van de aangesloten apparaten in huis en b) het opslaan van de reststroom in de thuisaccu? Dan is er sprake van overtollig zelfopgewekte stroom. Deze kunt u verkopen aan de elektriciteitsleverancier. Omgekeerd kan binnen een ESS óók: is er op momenten onvoldoende energie opgewekt, opgeslagen en daarmee beschikbaar? Dan koopt u automatisch stroom terug vanuit het vaste net.

Configureerbaar
Hoeveel van de accucapaciteit die u zelf heeft verkregen uit de zon gebruikt u voor welk van de genoemde doeleinden? Dus voor zelfverbruik, voor reserve-opslag of voor terugleveren? Die verhoudingen en percentages kunt u zelf instellen. Bijvoorbeeld 30% van de accucapaciteit beschikbaar voor zelfverbruik en de overige 70% als back-up voor in het geval van een storing van het elektriciteitsnet.

Dit configureren is aanpasbaar aan de omstandigheden. Komt een stroomstoring in het vaste net haast nooit voor, zoals in Nederland? Dan kunt u de accucapaciteit die direct mag worden aangewend, instellen op 100%. In landen of op locaties waar de vaste stroomvoorziening instabieler is, ligt het voor de hand om bijvoorbeeld 50% of méér van de energie op te slaan als back-up.

De accu is ook instelbaar tot ‘100% opgeladen houden’. Dan doet de accu volledig dienst als back-up. Het ESS laadt deze thuisaccu na een calamiteit dan weer zo snel mogelijk 100% vol.

 

12 Regelen van de ontladingsdiepte

In de thuisaccu bevindt zich de opgeslagen energie. Is er minder PV vermogen beschikbaar dan nodig is om direct de belastingen mee te voeden, bijvoorbeeld ’s nachts? Dan gebruikt het systeem de beschikbare stroom uit de thuisbatterij. Totdat deze leeg is. Daarbij kunt u zelf instellen wanneer het ESS de thuisaccu als zodanig (‘leeg’) bestempelt. U kunt, via de CCGX, namelijk zelf het minimum definiëren, aangeduid met percentage ‘SoC’.

Is de SoC bijvoorbeeld ingesteld op 60%? Dan zal het systeem bij een laadstatus van tussen 60% en 100% alle capaciteit nog gebruiken voor (PV-)optimalisatie van het zelfverbruik. Komt de SoC lager te liggen dan 60%? Dan zal het systeem de opgeslagen energie in de thuisaccu alleen gebruiken bij een eventuele stroomstoring, dus echt als back-up. De SoC-parameter is via het CCGX altijd te wijzigen, waarbij ook het BatteryLife-algoritme deze parameter beïnvloedt.

BatteryLife
Deze functie voorkomt een te lage laadstatus van de accu gedurende te lange tijd. BatteryLife probeert de accu altijd opgeladen te houden tot 100% SoC, elke dag en zeker ook in de winter. Naast BatteryLife zijn ook andere elementen van invloed op de ontladingsdiepte, zoals de Dynamische loskoppeling. Daarbij maakt het verschil of er netstroom aanwezig is of niet. Meer over SoC, BatteryLife, dynamische loskoppeling, de sustain modus en andere factoren die (mede) de ontladingsdiepte kunnen bepalen, leest u in het document ESS ontwerp- en installatiehandleiding van Victron Energy, hoofdstuk 6.

13 Eenfasig of meerfasig?

Er zijn met betrekking tot het aantal fasen meerdere situaties. Zoals een éénfasige ESS in een systeem met driefasige aansluiting op het elektriciteitsnet. Of een driefasige ESS met (dus) tenminste drie omvormer/acculaders. Hoe werkt het energieopslagsysteem samen met de verschillende fasen? En welke instellingen gebruik je hiervoor in welke situaties?

Hoe voorkom je bijvoorbeeld dat de accu op de ene fase wordt geladen en op een andere wordt ontladen? Meer informatie: zie het document ESS ontwerp- en installatiehandleiding van Victron Energy, hoofdstuk 7.

14 Hub-assistenten

Victron Energy Hub-oplossingen voor energieopslagsystemen zijn veelal vervangen door het Victron ESS systeem. In hoofdstuk 8 van het document ESS ontwerp- en installatiehandleiding kunt u de mogelijkheden van de Hub-1, de Hub-2 en de Hub-4 assistent vergelijken met die van het ESS.

15 Verschil ESS en Tesla Wall

Wat is een Tesla Powerwall?

De Tesla Powerwall is een grote lithium-ion batterij, esthetisch vormgegeven, voor thuis. Net als bij een ESS sla je er zonne-energie in op. Behalve stroom uit zonnepanelen sla je er ook stroom uit het vaste net in op – eveneens net als bij een ESS. De gelijkenissen gaan verder: ook de energie uit de Tesla Wall is a) inzetbaar voor apparaten thuis, b) inzetbaar voor tijdens stroomstoringen en c) inzetbaar voor PV-voeding van thuisapparaten, ook wanneer er geen zonlicht is, zoals ’s nachts en op bewolkte dagen.

De installatie van de Tesla Powerwall gebeurt zonder zichtbare kabels en het geheel is weersbestendig, dus kan ook buiten worden geplaatst. De Wall is esthetisch fraai vormgegeven en kan dienen als blikvanger op de vloer of aan de muur. De afmetingen zijn vrij hoog: 1150 mm x 753 mm x 147 mm. Het weegt ongeveer 115 kilo. Het biedt 7kW piekvermogen en 5kW continu vermogen. De uitgangsstroom is een zuivere sinusgolf. De Tesla Powerwall kan tot 10 exemplaren aaneengesloten worden geplaatst.

Verschillen tussen Tesla Wall en Energie opslag systeem zoals van Victron

Een Victron systeem is flexibeler samen te stellen dan een Tesla Powerwall. Zoals naar behoefte van de benodigde power en capaciteit voor de op te laden apparaten. Maar ook kan een thuisenergie opslagsysteem van Victron qua omvang van de componenten op maat worden samengesteld. Zo kan deze altijd passend worden gemaakt voor de plek van installeren.

16 Problemen oplossen

Problemen oplossen voor een ESS? Dan raden wij, op basis van advies van Victron, als eerste de volgende stappen aan.

• Controleer of u de laatste firmwareversie heeft.
• Gebruikt u een loodzuuraccu? Deze is mogelijk ongeschikt en beschadigd geraakt vanwege de zware cycli. Daarom adviseren wij om niet dit type accu te gebruiken.
• Mogelijk is sprake van een onbekende of niet-ondersteunde CAN-bus accu. Gebruik in dat geval een andere accu.
• Controleer de status van de omvormer/acculader. Geeft deze ‘pass-through’ aan? Lees in dat geval ‘Wat te doen bij pass-through’ bij de FAQ.

Controleer vervolgens:

• De foutcodes, aan de hand van de handleiding van het product, zoals deze:
  • #1: SOC is laag
  • #2: BatteryLife is actief
  • #3: BMS heeft opladen uitgeschakeld
  • #4: BMS heeft ontlading uitgeschakeld
  • #5: Langzaam aan het opladen (onderdeel van BatteryLife)
  • #6: Gebruiker heeft laadlimiet van nul geconfigureerd
  • #7: Gebruiker heeft ontladingslimiet van nul geconfigureerd
• De bedrading. Bij een hoge spanningsval tussen MPPT en de Multi kan het systeem de AC-belastingen niet effectief voeden met zonne-energie.
• Bekijk de situatie mét en zonder SVS ingeschakeld.
• Laat SVS uitgeschakeld en controleer de MPPT laadstroomlimiet op momenten waarop deze niet genoeg wordt gebruikt. De MPPT CCL hoort hoog te zijn, zelfs wanneer de accu vol is. Is dit niet het geval dan is er een temperatuurprobleem.
• Controleer vervolgens het laadspanning instelpunt van de MPPT. Dit hoort boven de werkelijke accuspanning te liggen.

Noot: beide laatste instelpunten zijn het resultaat van softwarematige berekeningen. Deze vinden plaats op basis van instelpunten die de (op CAN-bus aangesloten) lithiumaccu aangeeft. Daarom zijn ze helaas niet handmatig te wijzigen.

17 FAQ

Staat de VE.Bus-status op pass-through?

Dan kan sprake zijn van meerdere problemen. Zoals dat de GX geen gegevens meer ontvangt van de externe netspanningsmeter, of van de accu via de CAN-bus. Een ‘pass-through’ kan ook duiden op een teveel aan PV-vermogen. Of erop duiden dat ontladen niet is toegestaan, de Multi/Quattro geforceerd de AC-ingangsstroomlimiet moet overschrijden, er problemen met de elektriciteitsnetcode zijn of dat sprake is van stroomuitvaldetectie.

Lees hier meer vragen en antwoorden bij de FAQ van Victron, te vinden in hoofdstuk 10.