11Noodstroom en back-up

In het kort

Een gewone installatie met zonnepanelen en een omvormer zonder back-upfunctie schakelt bij een stroompanne uit, ook als de zon schijnt. De voorschriften van Synergrid, de federatie van de Belgische netbeheerders, verplichten een automatisch scheidingssysteem dat het wegvallen van het net detecteert en de installatie loskoppelt.

Noodstroom is alleen mogelijk met een omvormer die een back-upfunctie heeft, meestal samen met een batterij. Die werkt op twee manieren: met een aparte back-uputgang (vaak EPS genoemd, emergency power supply) of met volledige eilandwerking van de woning.

Wat is eilandwerking?

Eilandwerking betekent dat een deel van een elektrisch net spanning levert zonder verbinding met het openbare net: een "eiland". Dat kan de bedoeling zijn, bijvoorbeeld een woning die bij een panne op een batterij draait. Het kan ook ongewenst zijn: een stuk net dat spanning houdt terwijl het openbare net is uitgeschakeld, omdat zonnepanelen blijven leveren. Dat is gevaarlijk voor wie aan het net werkt.

De techniek die dit voorkomt, heet anti-islanding. De omvormer detecteert dat het net wegvalt en koppelt zichzelf los.

Wat de voorschriften zeggen

De technische voorschriften C10/11 van Synergrid beschrijven hoe productie-installaties op het distributienet worden aangesloten. Daaruit: - Automatisch scheidingssysteem. Het zorgt voor een tijdige en veilige uitschakeling op een onstabiel of afwezig net. Het bewaakt daarvoor frequentie en spanning. - Geen ongewenste herinschakeling. De installatie mag pas opnieuw inschakelen als het net weer voldoende stabiel is. - Aanmeldtest. Bij de oplevering moet worden aangetoond dat de galvanische scheiding (de volledige onderbreking van de verbinding met het net) binnen ten hoogste 5 seconden tot stand komt. - Grotere installaties. ⏱ Boven 30 kVA is een extern ontkoppelrelais nodig. Daaronder volstaat een automatisch scheidingssysteem.

Back-up in twee vormen

Voor omvormers met een back-upfunctie bestaan twee principes:

Een aparte back-uputgang. Alleen bepaalde verbruikers, de "kritieke last", hangen aan deze uitgang en blijven gevoed. Denk aan koelkast, verlichting en internet. De rest van de woning valt weg.
Volledige eilandwerking. De hele woning draait op de eigen voeding. Daarvoor is een conforme omschakelaar nodig.

Voor die omschakelaar gelden volgens Synergrid deze eisen: - Hij werkt volgens het "break-before-make"-principe: eerst onderbreken, daarna pas verbinden. Het net en de eigen voeding zijn nooit tegelijk verbonden. - De onderbreking duurt minstens 50 ms. - Hij heeft een mechanische vergrendeling, voldoet aan de norm IEC 60947-6-1 en onderbreekt alle actieve geleiders. - Een homologatie van omschakelaars is momenteel niet voorzien.

Wat valt buiten de regels?

Een off-grid installatie, die nooit met het distributienet verbonden is, valt buiten C10/11. Fluvius vraagt niet dat je off-grid zonnepanelen aanmeldt, maar raadt off-grid af vanwege het Belgische klimaat, de hogere kosten en de grotere thuisbatterij die je nodig hebt.

Is een thuisbatterij automatisch noodstroom?

Nee. Fluvius en Vlaanderen.be beschrijven de thuisbatterij als opslag van eigen zonne-energie en van goedkope stroom. Noodstroom bij een panne vermelden ze daarbij niet als doel. Of een batterij je woning bij een panne kan voeden, hangt af van de omvormer en de bekabeling.

Rekenvoorbeeld

Ons standaardgezin: 7 panelen van 460 Wp (3,22 kWp), 3.500 kWh verbruik per jaar en een thuisbatterij van 7 kWh met een back-upuitgang.

Aannames: - De batterij is vol bij het begin van de panne en 7 kWh is bruikbaar. De omzetting naar wisselstroom levert 90 %, dus er blijft 6,3 kWh over voor de verbruikers. - Er is geen zon tijdens de panne en geen netstroom. - Het gemiddelde verbruik van het gezin is 3.500 kWh ÷ 8.760 uur = 0,4 kW. Het eigen verbruik van de omvormer zit in het gevraagde vermogen.

Wat draait er tijdens de panne	Gevraagd vermogen	Duur op 6,3 kWh
Gemiddeld gezinsverbruik: koelkast, verlichting, internet, tv	0,4 kW	ca. 16 uur
Avondverbruik met koken	0,8 kW	ca. 8 uur
Met een kookplaat, wasmachine of boiler erbij	2,4 kW	ca. 2,6 uur

De duur is de bruikbare energie gedeeld door het gevraagde vermogen. Het ontlaadvermogen van batterij en omvormer moet ook minstens zo hoog zijn als wat je tegelijk aanzet: een kookplaat en een boiler samen kunnen meer vragen dan de back-up aankan. Zonder batterij en zonder back-upfunctie zou in dit gezin bij dezelfde panne niets werken, ook niet met zon.

Tekening volgtdrie keer dezelfde woning bij een stroompanne: zonder back-up (donkere woning, panelen in de zon), met back-uputgang (enkel koelkast, verlichting en internet verlicht) en met volledige eilandwerking (hele woning verlicht, omschakelaar naast de zekeringkast).

Video volgtNederlandstalige, merkvrije uitleg over noodstroom thuis met zonnepanelen en een thuisbatterij

Wat laat je opschrijven en testen?

Vraag in de offerte welke kringen of toestellen tijdens een panne gevoed blijven, welk vermogen beschikbaar is en hoe de omschakeling gebeurt. Vraag bij de oplevering een test: het net uitschakelen, kijken welke kringen blijven werken en nagaan dat alles bij het terugkeren van het net weer normaal draait. Een demonstratie zegt meer dan een algemene belofte dat de batterij het huis overneemt.

Goed om te weten

Zonnepanelen zonder back-upomvormer leveren bij een panne geen stroom aan je woning, ook niet bij zon. Dat is geen gebrek maar een eis.
Een omschakelaar onderbreekt bewust. Minstens 50 ms zonder stroom bij het omschakelen, omdat net en eigen voeding nooit samen verbonden mogen zijn.
Er is geen homologatie van omschakelaars. De installateur moet zelf aantonen dat de omschakelaar voldoet.
"Noodstroom" betekent meestal niet "alles blijft werken". De ene variant voedt een aparte groep, de andere de hele woning. Vraag in de offerte wat er tijdens een panne werkt.
Na een panne levert je omvormer niet meteen weer. Hij wacht tot het net stabiel is.
Een computer of toestel dat geen onderbreking verdraagt, hangt best aan een eigen ononderbroken voeding. De omschakeling duurt minstens 50 ms.
Tijdens een panne is er een vermogensgrens. Bij driefase geldt die ook per fase. Vraag wat er gebeurt als één fase zwaar belast wordt.
Vraag of het systeem zonder net kan opstarten. Ook bij een lege batterij, en of de panelen tijdens de panne de batterij blijven laden. Dat verschilt per systeem.

Voor- en nadelen

Voordelen van een back-upfunctie	Nadelen en aandachtspunten
Een deel van de woning blijft werken bij een panne	Je hebt een omvormer met die functie nodig, vaak met extra bekabeling in de zekeringkast
Bij een aparte uitgang voeden enkel de gekozen verbruikers mee	Bij omschakeling is er een korte onderbreking van minstens 50 ms
	Een omschakelaar voor volledige eilandwerking moet aan specifieke eisen voldoen en is niet gehomologeerd
	Of het zinvol is, hangt af van hoe vaak je een panne hebt

Voor wie het technisch wil weten

Detectie bij grotere installaties. Bij installaties met een ontkoppelrelais schrijft Synergrid sinds maart 2021 de homopolaire spanningsfunctie (59V0) voor. Daarnaast moeten df/dt (de verandering van de frequentie in de tijd, ook ROCOF genoemd) en een smalle frequentieband aanwezig zijn. Kleine installaties gebruiken het geïntegreerde automatische scheidingssysteem.
Aarding. Bij eilandwerking mag een aardverbinding van de nulgeleider blijven bestaan, maar ze moet worden verbroken en vergrendeld vóór de koppeling met het net. De bescherming tegen onrechtstreekse aanraking moet gewaarborgd blijven.
Testprotocol. Het testdocument van Fluvius voor grotere installaties met een noodvoedingssysteem simuleert faseverlies: de netschakelaar opent en de kritieke last wordt enkel door het noodvoedingssysteem gevoed. Reageert de netschakelaar niet, dan volgt na 300 ms een back-upontkoppeling.

Veelgestelde vragen

Werken mijn zonnepanelen bij een stroompanne?

Niet zonder back-upfunctie. Het automatisch scheidingssysteem koppelt de installatie los bij netwegval en schakelt pas weer in als het net stabiel is.

Heb ik een batterij nodig voor noodstroom?

Niet noodzakelijk een batterij, wel een omvormer met back-upfunctie. Een batterij zorgt ervoor dat er ook 's nachts of bij bewolking stroom is. Een hybride omvormer geeft op zich geen noodstroom: de uitgang, de omschakeling en de aangesloten kringen moeten daarvoor ingericht zijn.

Wat is het verschil tussen EPS en volledige back-up?

EPS, een aparte back-uputgang, voedt een deel van de woning. Volledige eilandwerking voedt de hele woning via een omschakelaar.

Blijven mijn panelen de batterij laden tijdens een panne?

Dat verschilt per systeem. Het toestel moet de panelen zonder net kunnen regelen en opstarten. Vraag specifiek naar het gedrag bij een lage of lege batterij.

Hoe lang kan de batterij mijn woning voeden?

De bruikbare energie gedeeld door het gevraagde vermogen. Voor ons standaardgezin met een batterij van 7 kWh is dat ca. 16 uur bij 0,4 kW en ca. 2,6 uur bij 2,4 kW, zie het rekenvoorbeeld.

Bronnen bij dit hoofdstuk