Wat is het verschil tussen Watt en VA bij een thuisbatterij of omvormer?

Wat is het verschil tussen Watt en VA?

Bij de technische specificaties van een thuisbatterij, omvormer, laadpaal of elektrisch toestel kom je regelmatig twee eenheden tegen: Watt (W) en Voltampère (VA).

Bij een ideale elektrische belasting zijn beide waarden vrijwel gelijk. In de praktijk kunnen bepaalde toestellen echter reactieve stroom of sterk vervormde stromen veroorzaken.

Daardoor kan een toestel bijvoorbeeld 3.000 W werkelijk vermogen gebruiken terwijl de elektrische installatie een hoger schijnbaar vermogen in VA moet verwerken.

Dat verschil is vooral belangrijk voor omvormers van zonnepanelen en thuisbatterijen.

Watt: het werkelijk vermogen

Het vermogen in Watt is het actieve of werkelijke vermogen, aangeduid met P.

Dit is het vermogen dat daadwerkelijk wordt omgezet in bijvoorbeeld:

• warmte
• licht
• beweging
• koeling
• mechanische arbeid

Een elektrische verwarming van 2.000 W gebruikt bijvoorbeeld ongeveer 2 kW actief vermogen wanneer ze op vol vermogen werkt.

Dit is ook het vermogen waar mensen meestal aan denken wanneer ze spreken over het verbruik van een elektrisch toestel.

VAR: het reactieve vermogen

Sommige elektrische toestellen hebben daarnaast reactief vermogen, aangeduid met Q en uitgedrukt in VAR.

Dit komt onder andere voor bij toestellen met spoelen, motoren, transformatoren of bepaalde elektronische voedingen.

Het reactieve vermogen wordt niet continu omgezet in nuttige energie. Energie beweegt gedeeltelijk heen en weer tussen de belasting en de elektrische installatie.

Toch moet de stroom die hiermee gepaard gaat wel door kabels en vermogenselektronica kunnen worden verwerkt.

VA: het schijnbare vermogen

Het totale vermogen dat de elektrische installatie moet kunnen verwerken wordt het schijnbare vermogen genoemd.

Dit wordt aangeduid met S en uitgedrukt in VA of kVA.

Bij een klassieke sinusvormige belasting geldt:

S = √(P² + Q²)

Het schijnbare vermogen kan dus groter zijn dan het werkelijk gebruikte vermogen.

Een eenvoudige vergelijking is een glas bier:

• het bier is het werkelijk vermogen in Watt
• het schuim stelt het reactieve deel voor
• het volledige glas is het schijnbare vermogen in VA

Het glas moet groot genoeg zijn voor beide, ook al is alleen het bier het deel dat je uiteindelijk wilt gebruiken.

Wat is de power factor?

De verhouding tussen werkelijk vermogen en schijnbaar vermogen wordt de power factor of arbeidsfactor genoemd.

Power Factor = Watt / VA

Bij een power factor van 1,0 zijn Watt en VA gelijk.

Een toestel dat 1.000 W gebruikt met een power factor van 1 vraagt dus ongeveer:

1.000 VA

Maar bij een power factor van 0,6 wordt dat:

1.000 W / 0,6 = 1.667 VA

De elektrische installatie moet in dat geval dus ongeveer 1,67 kVA verwerken om 1 kW werkelijk vermogen te leveren.

Waarom is dit belangrijk bij een thuisbatterij?

Hier wordt het verschil interessant.

De batterijcellen zelf slaan energie op aan de DC-zijde. Het is vooral de omvormer van de thuisbatterij die aan de AC-zijde rekening moet houden met het totale schijnbare vermogen.

Stel dat een batterij-omvormer maximaal 5 kVA kan leveren.

Bij een belasting met een power factor van 1 kan hij theoretisch ongeveer:

5 kW actief vermogen leveren.

Maar bij een power factor van 0,6 zou dezelfde 5 kVA overeenkomen met slechts:

5 kVA × 0,6 = 3 kW actief vermogen.

De omvormer zit dan al aan zijn maximale stroom- of kVA-limiet terwijl je woning slechts 3 kW werkelijk vermogen gebruikt.

Een slechte power factor kan dus beschikbare omvormercapaciteit innemen.

Betekent reactief vermogen dat je batterij sneller leegloopt?

Niet op dezelfde manier als actief vermogen.

Reactief vermogen wordt niet continu als bruikbare energie uit de batterij gehaald. Het circuleert hoofdzakelijk aan de AC-zijde tussen installatie en belasting.

Het zorgt wel voor extra stroom door de omvormer en elektrische installatie. Daardoor kunnen er iets hogere verliezen ontstaan en blijft er minder omvormercapaciteit over voor werkelijk vermogen.

Het belangrijkste probleem is daarom meestal niet de batterijcapaciteit in kWh, maar het maximale vermogen van de omvormer in kVA.

Welke toestellen kunnen een lage power factor hebben?

Veel moderne toestellen hebben elektronica die de power factor actief corrigeert. Toch bestaan er nog apparaten waarbij deze minder gunstig kan zijn.

Voorbeelden zijn:

• goedkope LED-drivers
• sommige LED-lampen
• bepaalde dimmers
• oudere transformatoren
• motoren
• pompen
• sommige elektronische voedingen

Vooral bij goedkope LED-verlichting kan de power factor duidelijk lager liggen dan 1.

Bij kwalitatieve professionele LED-drivers ligt de power factor vaak veel dichter bij 1.

Waarom zijn LED-lampen van enkele watt meestal geen groot probleem?

Een slechte power factor klinkt al snel ernstig, maar het absolute vermogen blijft belangrijk.

Een LED-lamp van 10 W met een slechte power factor heeft nauwelijks invloed op een thuisbatterijomvormer van meerdere kilowatt.

Anders wordt het wanneer tientallen of honderden lampen worden gebruikt, bijvoorbeeld in een winkel, magazijn of bedrijfsgebouw.

Ook bij grotere motoren, pompen of andere zware belastingen kan de power factor veel relevanter worden.

Voor een doorsnee woning is het daarom meestal geen reden om iedere kleine LED-lamp te vervangen.

Let ook op harmonischen

Bij moderne elektronica is het verschil tussen Watt en VA niet altijd uitsluitend het gevolg van klassiek reactief vermogen.

LED-drivers, laders en schakelende voedingen kunnen de stroomvorm vervormen. Daardoor ontstaan harmonischen.

Ook hierdoor kan de totale power factor dalen en moet de omvormer meer stroom verwerken dan je op basis van het aantal Watt zou verwachten.

Bij moderne elektronische apparaten is de algemene Power Factor (PF) daarom vaak nuttiger dan uitsluitend naar cos φ te kijken.

kW of kVA: waarop moet je letten bij een thuisbatterij?

Wanneer je een thuisbatterij vergelijkt, kijk dan niet alleen naar de opslagcapaciteit in kWh.

Controleer ook:

• maximaal actief vermogen in kW
• maximaal schijnbaar vermogen in kVA
• maximale AC-stroom
• maximaal continu ontlaadvermogen
• kortstondig piekvermogen
• eigenschappen bij noodstroom of back-upbedrijf

Een batterij van 10 kWh zegt namelijk hoeveel energie ze kan opslaan, maar niet hoeveel vermogen ze op één moment kan leveren.

Een systeem kan bijvoorbeeld 10 kWh opslag hebben, maar slechts een omvormer van 3 kW of 5 kVA.

Vooral bij noodstroom is kVA belangrijk

Het verschil tussen Watt en VA wordt extra belangrijk wanneer een thuisbatterij gebruikt wordt voor back-up of noodstroom.

Wanneer het elektriciteitsnet beschikbaar is, kan het net vaak meehelpen om bepaalde stromen en pieken op te vangen.

Tijdens eilandbedrijf moet de batterij-omvormer daarentegen zelf de volledige elektrische belasting dragen.

Motoren, warmtepompen, pompen en andere toestellen kunnen bovendien een hoge inschakelstroom hebben.

Daarom moet een back-upsysteem niet alleen voldoende energie in kWh hebben, maar ook voldoende kW, kVA en piekvermogen.

Conclusie

Watt en VA betekenen niet hetzelfde.

Watt geeft aan hoeveel werkelijk vermogen een toestel gebruikt, terwijl VA aangeeft hoeveel totaal elektrisch vermogen de installatie of omvormer moet kunnen verwerken.

Bij een power factor van 1 zijn beide vrijwel gelijk. Bij een lagere power factor kan het schijnbare vermogen echter aanzienlijk hoger worden.

Voor een thuisbatterij is dat vooral belangrijk omdat de omvormer een maximale kVA- en stroomcapaciteit heeft.

Wie een thuisbatterij kiest, doet er daarom goed aan niet alleen naar het aantal kWh opslagcapaciteit te kijken, maar ook naar het beschikbare kW- en kVA-vermogen.

Thuisbatterij of zonnepanelen laten plaatsen in Ninove en omgeving?

GWE installeert thuisbatterijen, zonnepanelen, laadpalen en EMS-systemen voor woningen en kleine ondernemingen.

Vanuit Ninove helpen we klanten in onder andere Aalst, Geraardsbergen, Denderleeuw, Haaltert, Liedekerke en omliggende gemeenten.

Bij het dimensioneren van een thuisbatterij kijken we niet alleen naar de gewenste opslagcapaciteit in kWh, maar ook naar het benodigde omvormervermogen, piekvermogen, kW en kVA. Zo wordt het systeem afgestemd op het werkelijke energieverbruik van de woning.