Een eenvoudige thuisbatterij zelf maken: stapsgewijze handleiding

De energiemarkt verandert snel, en met de stijgende energiekosten en de groeiende populariteit van duurzame energie, zoals zonnepanelen, wordt energieopslag thuis steeds aantrekkelijker. Een zelfbouw thuisbatterij kan een betaalbare en duurzame oplossing zijn om de overtollige energie die je zelf opwekt op te slaan voor later gebruik. In dit artikel bespreken we de voordelen van een thuisbatterij, de basisprincipes van hoe het werkt en bieden we een stapsgewijze handleiding voor het bouwen van je eigen thuisbatterij.

Kostenbesparing: Door energie op te slaan tijdens piekmomenten van opwekking (bijvoorbeeld zonnige dagen) en te gebruiken tijdens dalmomenten (bijvoorbeeld ’s avonds of tijdens bewolkte dagen), kun je aanzienlijk besparen op je energierekening.

Minder belasting van  het netwerk: Met een thuisbatterij belast je het energienetwerk beduidend minder. Je levert minder stroom aan het netwerk op zonnige dagen en je haalt ook minder stroom van het netwerk in de avonduren of bewolkte dagen

Duurzaamheid: Door energieopslag draag je bij aan een duurzamer energieverbruik en verminder je je ecologische voetafdruk.

De belangrijkste onderdelen zijn 1. uiteraard een accu, 2. een accu-lader en 3. een omvormer. De accu en acculader spreken voor zich. Bij de omvormer zit wel een verhaaltje: we gebruiken een EcoFlow Powerstream omvormer. We gaan de omvormer niet aan de zonnepanelen koppelen, maar (net als de acculader) rechtstreeks op de accu. Het idee is dan dat de acculader aangaat (middels een smart powerplug), zodra je een overschot aan ‘zonne-stroom’ hebt (je gaat die stroom dus niet terugleveren aan het net, maar opslaan in de accu). In de avond/nacht zal de omvormer de stroom uit de accu halen en kun je de stroom gebruiken voor de TV, verlichting, etc. Uiteraard heb je hier wat meer dingetjes voor nodig als de eerder genoemde accu, acculader en omvormer, maar daar komen we later op terug.

Besef goed dat deze oplossing nie bedoeld is om voor alle stroom te voorzien (zoals waterkokers, ovens, wasmachines, etc), aangezien de EcoFlow Powerstreaam in het meest gunstige geval 800 Watt kan leveren. Ook zal je in de winter stroom te kort komen, aangezien je die periode méér stroom nodig hebt en minder opwekt. Maar waar is deze oplossing dan wél voor? Nou, voornamelijk om voor het verbruik ’s avonds en het sluipverbruik ’s nachts (bij ons goed voor zo’n 3 kWh). Ook kun je wat experimenteren, als je een dynamisch energiecontract hebt, om de accu op te laden als de stroomprijs laag is en de accu te ontladen als de prijs hoog is. Via enever.nl kun je gebruik maken van een prijzen API en prijsnotificaties, erg handig!

Onderstaand vind je een afbeelding van een schematische aansluiting:

In onderstaande grafiek zie je dat de afname van stroom sinds half juli (begin van dit projectje) sterk afgenomen is. Vrijwel al het stroomgebruik komt uit de zonnepanelen of thuisbatterij.

Onderdelen

Er zijn verschillende set-ups mogelijk, maar de basis-onderdelen zijn:

• Power Queen LiFePO4 24V 100Ah smart accu: wij hebben gekozen voor accu’s mét bluetooth. Waarom? Het geeft je heel eenvoudig inzicht in hoe vol/leeg de accu is, stroomsterkte en voltage van de accu, temperatuur, etc. De smart accu is weliswaar een tientje of 4 duurder, maar aangezien deze accu’s 10 tot 15 jaar meegaan is dat peanuts. De accu wordt verstuurd in een zeer stevige, kartonnen doos met foam, waardoor de kans op beschadigingen minimaal is. Ook wordt er een uitgebreide manual in het Engels en Duits meegeleverd.
• Power Queen 29,2V 20A LiFePO4 oplader: ook de oplader wordt in een stevige doos verstuurd. In tegenstelling tot veel goedkopere laders heeft de Power Queen lader een “wake-up functie” voor het geval dat de spanning van jouw batterij (te) ver gezakt is, zeer handig en belangrijk! Qua specificaties verder grotendeels gelijk aan de veel-gebruikte Noeifevo opladers, maar deze Power Queen voelt nét wat steviger aan en laadt de accu iets sneller op. Uiteraard wordt een verloopstukje naar M8-ogen meegeleverd, zodat je ‘m direct op de accu kunt aansluiten. Ook de handleiding in het Engels en Duits ontbreekt niet.
• EcoFlow Powerstream: de Powerstream is eigenlijk bedoelt om stroom van (mobiele) zonnepanelen om te zetten naar 220V. Echter, wij gebruiken de Powerstream nét iets anders: de accu wordt gewoon via het stopcontact opgeladen (mits er natuurlijk teruglevering op dat moment is) en de Powerstream haalt de stroom vervolgens weer uit de accu en zet 25,6V om naar 220V.

Bluetooth koppelen

Het koppelen van de bluetooth accu met de telefoon is op zich erg simpel, maar je moet nét even weten hoe dat gaat. Als je de accu ontvangt staat het BMS van de accu uit. Dit houdt in dat óók bluetooth uitstaat. Je moet de oplader dus eerst aan de accu bevestigen en de stekker in het stopcontact steken. Terwijl de accu opstart (duurt maar heel kort) kun je alvast de app (Playstore Google / Appstore Apple) op je telefoon of tablet installeren.

1. Waarschijnlijk heb je nog geen Power Queen account, klik op Register now om een account aan te maken.
2. Vervolgens typ je je emailadres en wachtwoord in en zet je een vinkje bij I have read blablabla en klik je op Login.
3. Klik nu onderaan op het + teken om de batterij toe te voegen.
4. Scan de juiste QR-code op de batterij (er staan 2 codes op de batterij, de andere code is om de app te downloaden).
5. Je krijgt de melding Bluetooth connected. Klik op Check Details.
6. Je ziet nu alle gegevens van de batterij 🙂

Om de temperatuur in graden Celsius (i.p.v. Fahrenheit) te tonen ga je in de app naar jouw profiel (rechtsboven) en vervolgens naar Settings. Hier kun je de temperatuurseenheid (en taal en lettergrootte) wijzigen.

Op dit moment zit er nog wel een bug in de app: indien je 2 accu’s parallel of in serie aansluit dan kun je maar één batterij tegelijk monitoren. Om de gegevens van de andere batterij in te zien dan moet je eerst de andere batterij in de app de-activeren. Power Queen is op de hoogte van de probleem, ze hopen dit in september opgelost te hebben.

 Bij de EcoFlow Powerstream wordt een kabel voor netspanning en een solar-kabel meegeleverd. De kabel voor netspanning gaat natuurlijk gewoon het stopcontact in. De solar-kabel moet aangesloten worden op de accu. Echter, de solar-kabel heeft MC4-connectoren. Aangezien wij de kabel het liefst origineel willen houden gebruiken we een setje splitters, waarbij we de enkele connector eraf knippen en daar een M8 oog bevestigen met een krimptang. Dat ziet er dan zo uit:

 Op deze manier sluit je eenvoudig beide ingangen van de EcoFlow Powerstream aan op de accu. Per ingang is het maximum 13A. Dit betekent dat bij gebruik van 25,6V accu’s de Powerstream maximaal 2 * 13 * 25,6 = 666 Watt aan het net kan leveren. Sluit je maar één kabel (zonder splitters) aan, dan is 333 Watt het maximum, wat natuurlijk best weinig is.

De Ecoflow Powerstream hebben we hier niet aan de muur geschroefd, maar in een zelf-geprinte houder gezet. Het STL-bestand kun je hier downloaden (alle credits voor theanarchist op Thingiverse).

Zodra de EcoFlow Powerstream aangesloten is op het net én de accu (alleen netspanning is niet voldoende) zal de Powerstream opstarten en kun je hem toevoegen aan de Ecoflow app (Playstore Google / Appstore Apple). Het toevoegen zelf is super eenvoudig (in de app rechtsboven op het + teken klikken en vervolgens op Add device. Binnen een paar tellen zal de Powertream gevonden en toegevoegd zijn).

Mocht je de 600W versie gekocht hebben installeer dan alle update via de app en stel als locatie een plaats in Duitsland in. Je zal zien dat de maximum output power nu ineens zal wijzigen van 600W naar 800W ! Bij gebruik van 25,6V accu’s zal je er niet héél veel aan hebben, aangezien je eerder al gelezen hebt dat 666W het maximum zal zijn (gebruik je accu’s met een hoger voltage, dan kom je wél tot 800W).

Tot slot nog een paar dingetjes goed zetten In de EcoFlow app:

• Base load: dit gaan we middels een script (o.b.v. de P1 meter) regelen, dus in de app zetten we de base load op 0 Watt
• Maximum output power van de Powerstream is 2 x 13 x 25,6 = 666 Watt. Zorg dus dat deze instelling op minimaal 666W staat (mag ook op 800W gezet worden, maar dat haal je toch niet).

Voordat we over gaan naar de scripts nog een paar fotootjes van de Power Queen accu’s:

De opladers en EcoFlow Powerstreams zijn aangesloten. Voor de oplettende kijker: op de bovenste accu zijn 2 acculaders aangesloten (20A en 10A):

Twee Powerstreams in gebruik i.c.m. met 3 opladers (10A AFU lader, 20A Noeifevo lader en een 20A Power Queen lader). Alle laders zitten op Zigbee smart plugs aangesloten:

Scripts

Opmerking: wij hebben 2 setjes (2 accu’s, 2 laders en 2 omvormers. Onderstaande scripts zijn hierop gebaseerd. Heb je zelf één setje? Dan zal je hier en daar zelf wat moeten aanpassen in de scripts.

Het is nu tijd om een paar dingetjes te gaan automatiseren, zoals:

• bepalen welke accu gebruikt moet gaan worden
• wat is de base load die naar de EcoFlow Powerstream gestuurd moet worden?
• wanneer moet de acculader aan en uit?

Hiervoor maken we gebruik van een paar PHP-scripts. Deze scripts moet je op een webserver met PHP zetten. Je kunt heel gemakkelijk PHP draaien op een Raspberry Pi, Orange Pi, NAS of zelfs een VPS. Hier vind hoe je PHP heel eenvoudig kunt installeren. Inmiddels bestaat PHP versie 8.3 al enige tijd. Advies is om deze versie ook te installeren (vervang bij de commando’s eenvoudigweg 8.0 door 8.3). Zet alle scripts in één folder, bijvoorbeeld /root/scripts/ecoflow/. In de scripts zelf moet je op verschillende plekken dan /path/to/files/ vervangen door /root/scripts/ecoflow/

Om onderstaande scripts te kunnen gebruiken moet je je eerst als developer aanmelden bij EcoFlow. Klinkt heel spannend, is het helemaal niet. Meld je aan op https://developer-eu.ecoflow.com/ , na een paar dagen is je verzoek geaccepteerd (maar vaak krijg je daar geen bericht van), en vervolgens kun je een acces key en een secret key aanmaken.

Het eerste script bepaalt welke accu er gebruikt moet worden (aangezien we er 2 hebben). Op regel 8 kun je aangeven of de accu helemaal leeggetrokken mag worden of dat de accu met een bepaald percentage gevuld moet blijven. In eerste instantie wordt altijd accu 1 gebruikt. Komt het voltage van accu 1 onder een bepaalde waarde (of is de accu helemaal leeg), dan moet accu 2 gebruikt worden.

Zelf gebruiken wij de optie dat de accu met een bepaald percentage gevuld moet blijven. Op deze manier kan de accu ‘s ochtends (voordat hij weer opgeladen wordt) nog even bijspringen als de waterkoker of oven aan gaat. Daarnaast zal de accu ook een stuk langer meegaan.

Sla onderstaand script op met de naam serial_bepalen.php en pas regel 2, 4, 5, 6, 7, 8 en 51 aan en laat het script iedere 5 minuten uitvoeren via een cronjob:

Het tweede script stuurt telkens de juiste waarde voor de base load naar de EcoFlow Powerstream. Daarnaast zijn er nog een paar dingen in het script verwerkt:

• Er wordt gecheckt of beide accu’s leeg zijn. Indien dat zo is, dan wordt het script verder niet uitgevoerd.
• Indien acculader 1 of acculader 2 aanstaat, dan is de base load altijd 0. Het is natuurlijk onzin om de accu op te laden met stroom van de accu zelf.
• Je kunt een maximum aan vermogen instellen, staat nu ingesteld op 1.400 Watt (in het script 14000), maar in de praktijd zal je dat nooit kunnen halen, aangezien het maximum 2 x 2 x 13 x 25,6 = 1.331 Watt is.
• Indien het gevraagdevermogen 600 Watt of lager is, dan wordt er één accu gebruikt (die bepaalt is door het script serial_bepalen.php), is het gevraagde vermorgen hoger dan 600 Watt, dan zal er 600 Watt van de accu gehaald worden zoals bepaald in serial_bepalen.php en het restant van de andere accu.

Sla onderstaand script op met de naam schrijven_vermogen.php en pas regel 2,  4, 5, 8, 9, 12 t/m 19, 21 en 23 aan. De status en verbruik van de laders en afname/teruglevering van stroom halen we op uit Domoticz. Mocht je Domoticz niet gebruiken, dan moet je hier iets anders voor bedenken.  Laat het script iedere 20 seconden uitvoeren via een cronjob. Oh jah… zorg ervoor dat de rate limit van de P1 meter in Domoticz op 5 staat.

Meer informatie klik hier

🖂 Nieuwsbrief over nieuwe artikelen: