Hoogspannings- vs. laagspanningsbatterijen

Thuisbatterijen zijn verkrijgbaar in zowel een hoogspannings- als een laagspanningsvariant. Wat zijn precies de verschillen en wanneer kun je het beste voor welke variant kiezen? 

In deze spannende blogpost lees je: 

• wat het verschil is tussen spanning, stroom en vermogen 
• wat een hoogspanningsbatterij is 
• wat een laagspanningsbatterij is 
• wanneer welk type batterij de beste keuze is 

Allereerst een kort lesje natuurkunde. Vermogen = stroom x spanning. Of in letters: P = I x U. 

Stel dat je een watertank op zolder hebt gezet, waar je een tuinslang op hebt aangesloten. Je kunt spanning vergelijken met de druk aan het einde van deze tuinslang. 

Hoe meer water er in de tank zit en hoe hoger de tank geplaatst is, hoe groter de druk aan het einde van de slang en hoe groter de uitbarsting van water als het kraantje wordt aangezet.  

Precies zo werkt het met spanning: hoe hoger de spanning, hoe groter de druk aan het einde van de stroomkabel en hoe groter de uitbarsting van energie. 

Bij hoogspanningsbatterijen is er dus een grotere uitbarsting van energie dan bij laagspanningsbatterijen. 

Wat stroom betreft: hoe dikker de tuinslang, hoe meer water erdoorheen kan. Net zo geldt: hoe dikker de stroomkabel, hoe meer stroom erdoorheen kan. Omdat P = I x U, is er bij laagspanningsbatterijen een dikkere stroomkabel nodig dan bij hoogspanningsbatterijen met hetzelfde vermogen. 

Vermogen, tot slot, kun je zien als de hoeveelheid water die per seconde uit de slang komt. Bij twee even dikke tuinslangen (gelijke stroom) zal de slang met de grootste druk het meeste water per seconde kunnen verplaatsen. Deze heeft dus het grootste vermogen. 

Wordt de druk voor een slang twee keer zo laag (spanning) en deze slang twee keer zo dik (er gaat meer stroom door de kabel), dan komt er netto nog steeds even veel water per seconde (vermogen) uit de twee slangen. 

Hoogspanningsbatterijen (HV-batterijen, high voltage) hebben meestal een spanning van rond de 200V tot 800V. Ze kunnen sneller laden en ontladen dan LV-batterijen en kunnen, mits de batterij voldoende capaciteit heeft, makkelijker zonder extra hulp stroompieken opvangen. 

Met een laagspanningsbatterij lukt dit niet. Aangezien P (vermogen) = I (stroom) x U (spanning), zou er bij een combinatie van piekvermogen en de lage spanning een onbeheersbare hoeveelheid stroom door de kabel van de batterijen naar omvormer moeten gaan. Een hoogspanningsbatterij is te vergelijken met een dunne tuinslang met een hoge druk. 

Met een slim gekozen hoogspanningsbatterij (die voldoende opgeladen is op het piekmoment) is het niet altijd nodig om de aansluiting van je klant te verzwaren. Je klant bespaart dus op de eenmalige en jaarlijks terugkerende kosten van een zwaardere aansluiting. 

• Omvormer en batterij hoeven niet bij elkaar in de buurt te staan (de omvormer kan bijvoorbeeld op zolder en de batterij in de garage) 
• Laden en ontladen sneller dan laagspanningsbatterijen 
• Geschikt voor huishoudens of commerciële panden met een grotere energiebehoefte 
• Hoger rendement dan bij een LV-batterij 

• Duurder in aanschaf 
• Hogere spanning kan potentieel gevaarlijker zijn 
• Een HV-batterij loopt sneller leeg dan een LV-batterij 

Een laagspanningsbatterij (LV-batterij, low voltage) is een batterij met een spanning van maximaal 60Vdc. 

De ‘druk’ is dus veel lager dan bij een hoogspanningsbatterij. Bij een hoogspanningsbatterij- en laagspanningsbatterij met hetzelfde vermogen gaat er bij de laagspanningsbatterij meer stroom door de kabel dan bij de hoogspanningsbatterij. De stroomkabel moet dus dikker zijn bij een laagspanningsbatterij. Om terug te komen op de analogie met de tuinslang: een laagspanningsbatterij is te vergelijken met een dikke tuinslang met een lage druk. 

Vanwege deze lage druk hebben laagspanningsbatterijen vaak hulp van het elektriciteitsnet of het PV-systeem nodig om direct stroom te kunnen leveren. Als je klant apparaten met een hoog vermogen wil aansturen met alleen een thuisbatterij, heeft hij (vaak) aan een LV-batterij dus niet voldoende. 

• Gemakkelijker te installeren en te upgraden 
• Goedkoper te produceren 
• Neemt minder ruimte in beslag 
• In sommige opzichten veiliger 
• Loopt minder snel leeg en daardoor meer geschikt voor off-grid 

• Omvormer en batterij moeten bij elkaar in de buurt staan, omdat er meer stroom door de kabel gaat en er een dikkere kabel nodig is dan bij een hoogspanningsbatterij 
• Laadt en ontlaadt trager, dus niet geschikt voor huishoudens met een grote energiebehoefte 
• Minder efficiënt dan een hoogspanningsbatterij: spanning op de DC-bus ligt doorgaans rond de 300-500V. De omvormer moet dus harder werken om de ingangsspanning terug te brengen tot minder dan 100V. 

Iets anders om op te letten: de accuspanning van de omvormer (V) en het vermogen waarmee de batterij kan worden geladen/ontladen. Dit getal geeft aan welk type batterij de omvormer aan kan. Batterijomvormers met een nominale spanning van 48V kunnen dus alleen LV-batterijen aan. 

Om een concreet voorbeeld te geven van het belang van het kiezen van een omvormer met het juiste vermogen: 

Stel, jouw klant heeft een hybride omvormer met een vermogen van 5kW, een DC/AC-ratio van 150% en de DC-zijde van de omvormer kan 20A aan. Deze omvormer wil hij combineren met een HV-batterij van 500V. 

Je klant kan met deze omvormer tot 7,5kWp aan zonnepanelen laten leggen, dit systeem zal dan 5kW vermogen opleveren.  

Die 5kW is echter meteen ook het maximale laad-/ontlaadvermogen voor de gekoppelde batterij, terwijl dit vanuit de batterij zelf gezien 500V x 20A = 10kW zou zijn (P = U x I). De omvormer is in deze opstelling dus de bottleneck.  

Wil je het maximale laad-/ontlaadvermogen van de batterij kunnen benutten, kies dan voor een hybride of batterijomvormer met een vermogen dat ten minste even groot is als de U x I van de batterij.  

Houd er rekening mee dat er soms meerdere batterijen parallel geschakeld worden. De spanning blijft in deze situatie hetzelfde, maar de stroom verdubbelt en het vermogen dus ook. Dit kan niet eindeloos doorgaan, omdat de stroom dan een beperkende factor wordt. 

In onze Energy Storage System Approval List kun je terugvinden welke omvormers compatibel zijn met welke omvormers van een ander merk. In de Energy Storage System Comparison vind je de specificaties van alle systemen. In beide lijsten staan alleen omvormers en batterijen die Memodo verkoopt. 

Een laagspanningsbatterij is de beste keuze als jouw klant weinig laad-/ontlaadvermogen nodig heeft, volledig off-grid wil gaan en/of de accu alleen in de zomer gebruikt (bijvoorbeeld in een vakantiehuisje).  

Een hoogspanningsbatterij is de beste keuze als je klant een grote energiebehoefte heeft en stroompieken wil kunnen opvangen zonder zijn aansluiting te hoeven verzwaren.  

In de Memodo-shop vind je zowel hoogspannings- als laagspanningsbatterijen van de gerenommeerde merken SolarEdge, GoodWe, BYD en LG. 

Hulp nodig bij het kiezen van de juiste batterij voor jouw klant? Bel 088-7867243 of mail naar info@remove-this.memodo.nl.