Verwarmingselement op een balkon-energiecentrale voor warm water op zonne-energie.

Het gebruik van zonne-energie om water te verwarmen klinkt als een goed idee. Maar vooral bij kleinere systemen rijst de vraag of het vermogen wel voldoende is en welke technische oplossingen geschikt zijn.

De combinatie van een boiler en een zonne-energiesysteem op het balkon wordt steeds populairder bij gebruikers van zonne-energie. Wie al een zonne-energiesysteem op het balkon heeft, wil de opgewekte elektriciteit zoveel mogelijk zelf gebruiken in plaats van deze gratis terug te leveren aan het net. Een boiler in de warmwateropslagtank kan hieraan voldoen en het eigen verbruik aanzienlijk verhogen. Bij PVundSO adviseren we klanten regelmatig over dit onderwerp en zijn we bekend met de technische mogelijkheden én beperkingen. In deze gids laten we de beschikbare opties zien, hoeveel vermogen er nodig is en welke oplossing geschikt is voor welk huishouden.

Kan een verwarmingselement werken met een elektriciteitscentrale op een balkon?

Wat een dompelverwarmer kan betekenen voor de bereiding van warm water.

Een dompelverwarmer is een elektrisch verwarmingselement dat direct in de warmwaterboiler is geplaatst en elektriciteit omzet in warmte. Het principe is eenvoudig: wanneer er elektriciteit door het verwarmingselement stroomt, warmt het omringende water op. Afhankelijk van het model varieert het vermogen van 500 W voor compacte DC-versies tot 3,5 kW voor krachtige AC-apparaten.

Een huishouden van twee personen gebruikt dagelijks ongeveer 60 tot 80 liter warm water van 55 °C. Om deze hoeveelheid te verwarmen van koud water van 15 °C tot de gewenste temperatuur is ongeveer 2,5 tot 3,5 kWh energie nodig. Een 2 kW DC-dompelverwarmer heeft hiervoor bij voldoende zonlicht iets minder dan twee uur nodig.

Het rendement is bijna 100%, omdat alle elektriciteit wordt omgezet in warmte. Hoewel het rendement lager is dan bij een warmtepomp voor warm water, zijn de aanschaf- en installatiekosten aanzienlijk lager. Voor eigenaren van zonnepanelen op hun balkon die hun eigen energieverbruik willen verhogen, kan een verwarmingselement een kosteneffectieve aanvulling zijn.

Hoe een energiecentrale op een balkon elektriciteit opwekt en levert.

Een zonne-energiecentrale op het balkon bestaat uit zonnepanelen en een micro-omvormer die gelijkstroom (DC) omzet in wisselstroom (AC) die geschikt is voor het elektriciteitsnet. Deze wisselstroom wordt via een stopcontact rechtstreeks in het elektrische systeem van de woning geleverd en voedt aangesloten apparaten. Alle elektriciteit die niet direct nodig is, wordt automatisch teruggeleverd aan het openbare net.

Sinds 2024 is het in Duitsland toegestaan ​​om zonne-energiecentrales op balkons tot 800 watt aan het elektriciteitsnet te leveren. Op een zonnige dag op het zuiden genereert zo'n systeem ongeveer 2 tot 3 kWh energie. Deze opbrengst varieert echter aanzienlijk, afhankelijk van het seizoen, het weer en de oriëntatie van de zonnepanelen.

Het maximale voedingsvermogen van 800 W heeft direct invloed op de vraag of een verwarmingselement effectief kan worden gevoed door een balkonstroomvoorziening. In het volgende gedeelte wordt uitgelegd waarom de klassieke wisselstroomaansluiting via het elektriciteitsnet van het huis zijn grenzen bereikt met een balkonstroomvoorziening en welke alternatieven er zijn.

Waarom een ​​gewone energiecentrale op een balkon vaak niet voldoende is.

De basisbelasting van het huishouden verbruikt de zonne-energieopbrengst.

Een zonne-energiesysteem op een balkon genereert op een zonnige dag met een optimale oriëntatie maximaal 2 tot 3 kWh energie. Het continue basisverbruik van een gemiddeld huishouden ligt tussen de 200 en 400 W. Koelkasten, wifi-routers, apparaten in stand-bymodus en andere apparaten draaien 24 uur per dag en verbruiken al een aanzienlijk deel van de zonne-energie.

Op een doorsnee zomerdag produceert een zonne-energiesysteem van 800 watt op een balkon vanaf de ochtenduren elektriciteit, die direct door het basisvermogen wordt afgenomen. Een reëel overschot ontstaat pas wanneer de productie het momentane verbruik overtreft. Voor een huishouden met een basisvermogen van 300 watt is het maximale theoretische overschot 500 watt, en zelfs dan alleen tijdens de piekuren rond het middaguur.

In de praktijk is dit overschot aan vermogen zelden voldoende voor het bereiden van warm water met een elektrische boiler op wisselstroom in het huishoudelijke elektriciteitsnet. Een boiler van 2 tot 3 kW kan simpelweg niet werken met een overschot van 500 watt. Het gevolg is dat de boiler het tekort aan elektriciteit van het openbare net afneemt, waardoor uw elektriciteitsrekening stijgt in plaats van daalt.

Stroombehoefte van een verwarmingselement in vergelijking

Een standaard elektrische boiler heeft 2 tot 3 kW continu vermogen nodig om water efficiënt te verwarmen. Een zonnepaneleninstallatie op het balkon levert maximaal 800 W. Zelfs bij volle zon en zonder andere actieve apparaten in huis, is er een tekort van minstens 1,2 kW.

Traploos regelbare verwarmingselementen kunnen hun vermogen aanpassen aan het beschikbare overschot aan stroom. Echter, met slechts 300 tot 500 watt aan overschot aan stroom, loopt de opwarmtijd op tot 6 tot 8 uur. Dit is nauwelijks haalbaar tijdens een normale werkdag met een fluctuerend stroomverbruik, omdat het overschot aan stroom te veel varieert.

De oplossing ligt niet in de wisselstroomroute via het elektriciteitsnet van het huis, maar in een andere aanpak: zonnepanelen worden rechtstreeks aangesloten op een gelijkstroomverwarmingselement, waardoor de omvormer en het elektriciteitsnet van het huis worden omzeild. Deze methode werkt onafhankelijk van de zonne-energiecentrale op het balkon en opent geheel nieuwe mogelijkheden voor zonneboilers.

DC-verwarmingselement met zonnepanelen als praktisch alternatief

Werkingsprincipe van DC-warmwaterbereiding

Bij een DC-dompelverwarmingselement worden zonnepanelen rechtstreeks op het verwarmingselement aangesloten, zonder omvormer en zonder netaansluiting. De door de panelen opgewekte gelijkstroom vloeit niet naar het elektriciteitsnet van het huis, maar wordt direct omgezet in warmte in de opslagunit. Dit is een off-grid systeem dat volledig onafhankelijk van het elektriciteitsnet werkt.

Het voordeel van deze aanpak voor eigenaren van balkon-elektriciteitscentrales: Omdat er geen netaansluiting is, hoeft het systeem niet te worden geregistreerd bij de netbeheerder of te worden opgenomen in het marktregister. Er zijn geen terugleverlimieten en de extra modules tellen niet mee voor het maximale vermogen van de balkon-elektriciteitscentrale. U kunt dus extra modules naast uw bestaande systeem installeren, uitsluitend voor de warmwatervoorziening.

Een DC-verwarmingselement past zijn vermogen continu aan de beschikbare zonnestraling aan. Op een bewolkte dag verwarmt het met een lager vermogen, terwijl het op een heldere zomerdag op vol vermogen werkt. Dit zorgt ervoor dat elke beschikbare kilowattuur wordt benut zonder elektriciteit terug te leveren aan het net of extra stroom te hoeven inkopen.

Geschikte DC-verwarmingselementen voor balkon-elektriciteitscentrales

De my-PV DC ELWA met een vermogen van 2 kW is speciaal ontworpen voor directe aansluiting op zonnepanelen. Hij werkt met 2 tot 6 modules via MC4-connectoren en past het verwarmingsvermogen continu aan de hoeveelheid zonlicht aan. Installatie vereist geen elektricien voor de netaansluiting, omdat er geen wisselstroom aan te pas komt.

Met drie modules van 400 W is er tot 5 kWh beschikbaar voor warmwaterbereiding op een zomerdag. Dit is voldoende om een ​​opslagtank van 200 liter van koud watertemperatuur tot 55 °C te verwarmen. Voor een huishouden van twee personen dekt deze configuratie een groot deel van de warmwaterbehoefte tussen april en september.

Als elektrotechnici adviseren wij om de DC-modules zo ver mogelijk naar het zuiden te richten en een hellingshoek van 30 tot 40 graden te kiezen. Dit zorgt voor de hoogste opbrengst gedurende de dag en laat het verwarmingselement zo lang mogelijk draaien. Een oost-westoriëntatie werkt ook, maar levert ongeveer 20 tot 30% minder dagelijkse opbrengst op.

AC-verwarmingselement met overbelastingsregeling voor een hoger PV-vermogen.

Vanaf welke systeemgrootte is een AC-verwarmingselement zinvol?

De AC-route via het elektriciteitsnet van de woning wordt pas economisch rendabel met een PV-systeem met een vermogen van minimaal 3 tot 5 kWp. Bij een dergelijke systeemgrootte wordt in de zomermaanden regelmatig een overschot van enkele kilowattuur per dag opgewekt. Een AC-verwarmingselement kan dit overschot rechtstreeks van het elektriciteitsnet afnemen, waardoor het niet nodig is om extra elektriciteit van het net af te nemen.

Deze aanpak is over het algemeen niet geschikt voor eigenaren van zonnepanelen op balkons zonder een extra installatie op het dak. Wie echter overweegt uit te breiden naar een groter PV-systeem, zou het AC-verwarmingselement als optie in overweging moeten nemen. De my-PV AC ELWA 2 met een verwarmingscapaciteit van 3,5 kW is een AC-model dat zijn vermogen continu aanpast aan de beschikbare overtollige energie.

Cruciaal is dat het verwarmingselement een energiemeter gebruikt om te detecteren wanneer er daadwerkelijk een overschot aan elektriciteit is. Zonder deze regeling zou het verwarmingselement ongecontroleerd stroom van het net afnemen, waardoor uw elektriciteitsrekening zou stijgen in plaats van dalen.

Traploze regeling voor optimaal gebruik van overschotten

Een traploos oververmogensregelsysteem zoals de my-PV AC-THOR Power Manager regelt het verwarmingsvermogen soepel tussen 0 en 3 kW. Dit zorgt ervoor dat de hoeveelheid elektriciteit die voor verwarming wordt gebruikt precies overeenkomt met het beschikbare overschot. In vergelijking met een eenvoudige aan/uit-regeling betekent dit dat er geen energie wordt verspild, zelfs niet bij kleine overschotten.

Het besturingssysteem communiceert met het PV-systeem en het elektriciteitsnet van de woning via een slimme meter. Zodra de productie het verbruik overtreft, verhoogt de AC-THOR het verwarmingsvermogen. Als het overschot afneemt, wordt het vermogen automatisch verlaagd. Dit principe werkt met omvormers van Hoymiles, Solis, Sofar en Deye.

Voor eigenaren van zonnepanelen op het balkon die van plan zijn om in de toekomst over te stappen op een groter systeem, kan het al lonend zijn om te investeren in een regelaar voor overtollige energie. Het systeem kan later eenvoudig worden gecombineerd met een uitgebreid PV-systeem zonder dat er afzonderlijke componenten vervangen hoeven te worden.

Eisen voor warm water van een balkonelektriciteitscentrale met verwarmingselement

Warmwateropslagtanks en installatiemogelijkheden

De belangrijkste vereiste voor een elektrische boiler op een balkon is een bestaande warmwatertank met een open aansluiting of flens. Een aansluiting van 1,5 inch is gebruikelijk en is aanwezig op de meeste tanks met een inhoud van 150 liter of meer. De elektrische boiler wordt in deze opening geschroefd.

Voor een huishouden van 2 tot 4 personen wordt een opslagvolume van 150 tot 300 liter aanbevolen. Een kleinere tank warmt sneller op, maar slaat minder warm water op voor gebruik 's avonds en 's ochtends. Een te grote tank verbruikt meer energie en bereikt bij beperkt zonlicht mogelijk niet de gewenste temperatuur van 55 °C.

Als uw bestaande opslagsysteem geen vrije aansluitpoort heeft, kan er vaak achteraf een adapter worden gemonteerd. We raden aan om vooraf een installateur de beschikbare installatiemogelijkheden te laten controleren. Onze checklist voor PV-systemen helpt u om de belangrijkste planningspunten systematisch af te vinken.

Installatiegebied en oriëntatie van de extra modules

Voor het DC-systeem (gelijkstroom) heeft u 2 tot 6 extra zonnepanelen nodig, die onafhankelijk van de bestaande zonne-energie-installatie op het balkon worden geplaatst. Geschikte montageplaatsen zijn bijvoorbeeld het dak, de gevel, de tuin, het terras of de carport. Omdat er geen netaansluiting is, is registratie bij de netbeheerder niet nodig.

De modules dienen idealiter op het zuiden tot zuidwesten gericht te zijn en vrij te zijn van schaduw. Een oost-westoriëntatie is ook mogelijk, maar vermindert de dagelijkse opbrengst met ongeveer 20 tot 30%. Afhankelijk van de locatie kunnen montageframes of muurbeugels worden gebruikt.

De bekabeling tussen de modules en het DC-verwarmingselement gebeurt via standaard MC4-connectoren. De kabellengte moet zo kort mogelijk worden gehouden om signaalverlies te minimaliseren. Voor afstanden van meer dan 15 meter wordt een kabel met een grotere doorsnede van minimaal 4 mm² aanbevolen.

Wat zijn de kosten van een combinatie van verwarmingselement en balkongenerator?

Overzicht van investeringskosten

De kosten van een verwarmingselement voor een zonne-energiesysteem op een balkon zijn sterk afhankelijk van de gekozen technische aanpak. De volgende tabel toont de drie meest voorkomende opties met hun typische prijsbereik.

Oplossing	Komponenten	Totale kosten ca.
DC-verwarmingselement + modules	DC-verwarmingselement (ca. 800 euro) + 2 tot 4 modules (200 tot 400 euro)	1.000 naar 1.200 Euro
AC-verwarmingselement + regeling	Verwarmingselement + oververmogensregeling + groter PV-systeem vereist	van 2.500 euro
Complete PV-set + verwarmingselement	Verwarmingselement + modules + kabel als set	vanaf ongeveer 1.500 euro

Al onze fotovoltaïsche componenten worden aangeboden met 0% btw. Dit geldt voor zowel het verwarmingselement als de zonnepanelen en accessoires. Ons productassortiment omvat complete fotovoltaïsche kits met verwarmingselementen , die alle benodigde componenten bevatten.

De meest betaalbare instapoplossing is het DC-systeem met een verwarmingselement en twee tot drie modules. Deze optie is met name geschikt voor eigenaren van balkon-energiecentrales die willen beginnen met zonneboilerverwarming zonder grote installatiekosten.

Besparingen en afschrijvingen voor een gemiddeld huishouden

Met drie zonnepanelen en een elektrische boiler kan jaarlijks ongeveer 1.000 tot 1.500 kWh aan conventionele energie voor warm water worden vervangen door zonne-energie. Bij een elektriciteitsprijs van 30 cent/kWh komt dit overeen met een jaarlijkse besparing van 300 tot 450 euro. Als u gas gebruikt voor warm water, bedraagt ​​de besparing 150 tot 250 euro per jaar, afhankelijk van de gasprijs.

De terugverdientijd voor een DC-oplossing met totale kosten van circa € 1.000 tot € 1.200 bedraagt ​​daarom 3 tot 5 jaar, afhankelijk van uw vorige energiebron. Daarna levert het systeem gedurende de zomermaanden gratis warm water voor de resterende levensduur van 20 tot 25 jaar.

Houd bij het berekenen van de kosten rekening met het feit dat het grootste deel van het gebruik plaatsvindt tussen april en september. Tijdens de wintermaanden dient het verwarmingselement slechts als aanvulling op de warmwaterproductie, waardoor de jaarlijkse besparing beperkt blijft.

Verwarmingselement met balkon-energiecentrale voor dagelijks gebruik

Warm water in de zomer en tijdens de overgangsperioden.

Van april tot september dekt de combinatie van DC-modules en een elektrische boiler in veel huishoudens de warmwaterbehoefte. Op heldere zomerdagen met 6 tot 8 uur zon verwarmt een elektrische boiler van 2 kW met drie modules een opslagtank van 200 liter gemakkelijk tot 55 tot 60 °C. Het conventionele verwarmingssysteem blijft gedurende deze tijd volledig uitgeschakeld.

Tijdens de overgangsperioden van maart tot april en van september tot oktober fluctueert de zonne-energieopbrengst meer. Op zonnige dagen functioneert het systeem zoals midden in de zomer, terwijl het verwarmingselement op bewolkte dagen de gewenste temperatuur mogelijk niet volledig bereikt. Een opslagtank met geïntegreerde conventionele back-upverwarming compenseert dit verschil automatisch.

Op basis van onze advieservaring kunnen we bevestigen dat een huishouden van twee personen met drie zonnepanelen en een gelijkstroomverwarmingselement ongeveer 40 tot 50% van de jaarlijkse warmwaterbehoefte kan dekken met zonne-energie. Voor een huishouden van vier personen met zes zonnepanelen loopt dit percentage op tot wel 60%.

Grenzen in de winter en bij bewolkt weer

In de winter daalt de zonnestraling tot 1 à 2 kWh per dag, zelfs bij een goede oriëntatie. Een gelijkstroomverwarmingselement kan met deze hoeveelheid energie de temperatuur van de opslagtank slechts met een paar graden verhogen. Gedurende deze maanden verzorgt het conventionele verwarmingssysteem het grootste deel van de warmwaterproductie.

Op zwaar bewolkte dagen leveren de modules slechts een fractie van hun nominale vermogen. Het traploos regelbare verwarmingselement werkt dan op een navenant lager vermogen, waardoor de opwarmtijd aanzienlijk langer wordt. In de praktijk dient de bereiding van warm water met zonne-energie in de winter voornamelijk voor het voorverwarmen van koud water, waardoor het energieverbruik van het conventionele verwarmingssysteem wordt verminderd.

Wie realistische verwachtingen heeft, zal tevreden zijn met een verwarmingselement op zijn balkon met zonnepanelen. Het systeem is geen volledige vervanging voor de traditionele warmwatervoorziening, maar een effectieve aanvulling die de energiekosten gedurende zes tot zeven maanden per jaar aanzienlijk verlaagt.

Veelgestelde vragen over het verwarmingselement met balkon-stroomvoorziening

Heb ik een vergunning nodig voor een DC-verwarmingselement?

Nee. Omdat de zonnepanelen niet op het elektriciteitsnet van het huis zijn aangesloten, is het een off-grid systeem. Dit vereist geen registratie bij de netbeheerder en hoeft ook niet te worden opgenomen in het marktregister. De panelen tellen bovendien niet mee voor het maximale terugleververmogen van uw balkon-energiecentrale.

Kan ik mijn bestaande verwarmingselement gebruiken in combinatie met de balkongenerator?

Een bestaand AC-verwarmingselement kan alleen effectief worden gebruikt met een externe overspanningsregelaar en voldoende PV-vermogen (vanaf circa 3 kWp). Bij een balkonsysteem met zonnepanelen van 800 W is het overspanningsvermogen hiervoor meestal onvoldoende. Het praktische alternatief is een apart DC-verwarmingselement met eigen zonnepanelen.

Hoeveel zonnepanelen heb ik nodig voor een DC-verwarmingselement?

Voor een 2 kW DC-dompelverwarmer worden 2 tot 6 modules met een vermogen van 300 tot 500 W per stuk aanbevolen. Voor een huishouden van 2 personen zijn 2 tot 3 modules vaak voldoende. Een huishouden van 4 personen heeft baat bij 4 tot 6 modules voor een betere warmwatervoorziening gedurende de hele dag.

Kan een DC-verwarmingselement parallel worden gebruikt met een balkonstroomgenerator?

Ja. Beide systemen werken volledig onafhankelijk van elkaar. De energiecentrale op het balkon levert wisselstroom aan het elektriciteitsnet van het huis, terwijl de gelijkstroommodules het verwarmingselement voeden via een apart gelijkstroomcircuit. Er is geen sprake van onderlinge interferentie en er gelden geen wettelijke beperkingen.

Conclusie

De combinatie van een boiler en een zonne-energiesysteem op het balkon biedt een praktische oplossing voor de bereiding van warm water met behulp van zonne-energie, met name via de gelijkstroomaansluiting (DC). Met twee tot drie extra zonnepanelen en een DC-boiler kan een groot deel van de warmwaterbehoefte in de zomermaanden worden gedekt. ​​De investeringskosten van circa € 1.000 tot € 1.200 zijn binnen enkele jaren terugverdiend. De wisselstroomaansluiting (AC) via het elektriciteitsnet is daarentegen alleen geschikt voor grotere PV-systemen van 3 kWp of meer. Heeft u vragen over de juiste configuratie of de selectie van geschikte componenten? Wij adviseren u graag persoonlijk. Neem contact met ons op voor een gratis en vrijblijvende beoordeling van uw project.