Getriggerd door het afwijzen van een duurzaamheidsproject in Friesland, heeft de Groningse energie-analist Edzer Roukema ontdekt, hoe de overbelasting van het Nederlandse stroomnetwerk kan worden opgegeven en er ruimte ontstaat voor een verdriedubbeling van het aantal duurzaamheidsprojecten, zonder miljardeninvesteringen in het netwerk. Oplossing: de opbrengst van bestaande duurzaamheidsprojecten een kleine stap terug laten zetten, door het flink begrenzen van de stroomproductie tijdens stroomspitsuur.
Op dit moment wordt het aansluitvermogen van een zonneweide gelijkgesteld aan het Kilowatt Piek vermogen van een zonnepark. Dit aansluitvermogen wordt bij het netwerkbedrijf gecontracteerd en die kijkt op zijn beurt of het elektriciteitsnet dit vermogen onder alle omstandigheden kan verwerken. Roukema heeft uitgerekend dat door dat aansluitvermogen te begrenzen met 66% slechts 18% verloren gaat, terug te brengen tot 2% met batterijen. Door zo te begrenzen kan een groot aantal duurzame energie-initiatieven die nu op de lange baan geschoven worden toch doorgang vinden, aldus Roukema. Hij roept de Nederlandse energiemarkt op om aan de slag te gaan en bij hun duurzame projecten een snelheidsbegrenzer te activeren.
Model
Roukema heeft om tot zijn ontdekking te komen een model ontwikkeld. Daarvoor heeft hij gebruik gemaakt van zonstralingsgegevens per dag van het KNMI voor 5 weerstations en het van het zonnebaandiagram die past bij de breedtegraad van Nederland. Het resultaat van deze modellering is, dat per postcode gebied nauwkeurig kan worden uitgerekend wat de productie per uur van een zonneweide is. Die uitkomsten zijn vervolgens vergeleken met de werkelijke productie van een bepaalde zoninstallatie over dezelfde periode en model en praktijk kwam goed overeen. Zo was de maximum productie van de installatie op 30 mei: 52 kWh; het model berekende: 56 kWh; de maximum piek van de installatie op die dag was 5,5 kW; volgens het model: 6 kW. Vergelijkbaar onderzoek van de Hanzehogeschool leverde dezelfde resultaten op.
Met dat model in de hand is heeft hij een fictief voorbeeld zonnepark ontwikkeld met de volgende kenmerken:
• Maximum capaciteit: 1.700 kiloWattPiek
• Aansluitcapaciteit netwerkbedrijf: 1.750 kVA (= kilowatt met arbeidsfactor 1)
• Maximum piek 2020: 1254 kW
• Jaarproductie: 1.510.000 kWh
Flinke begrenzing, klein verlies
Door hier het model voor een compleet jaar op los te laten kon Roukema uitrekenen dat wanneer de productie op eenderde van de aansluitcapaciteit wordt begrensd (met dus 66% tot 583 kW) d de jaarproductie slechts afneemt met 187.000 kWh. Dat de zon meer energie aanbiedt dan de begrenzing toelaat doet zich slechts 909 uur van het jaar voor op van de 8.760 uur die een jaar telt. Het park produceert dan op jaarbasis dus 1.323.000 kWh. Dit is een productieverlies van 12% en een opbrengstenverlies van 18,1% (heeft te maken met hoog en laag tarief elektra). Als zonneweides tijdens schaarse piekmomenten worden begrensd en deze begrenzing wordt ook door het netwerkbedrijf doorgevoerd, ontstaat er opeens heel veel ruimte voor extra duurzame initiatieven, aldus Roukema. ‘Voor de komende jaren zijn miljarden euro’s gemoeid met netwerkverzwaring. Deze investeringen kunnen door mijn voorstel over een veel langere periode worden uitgesmeerd. Voor de goede orde: we hebben de begrenzer niet ontwikkeld, maar deze is waarschijnlijk al aanwezig in de omvormers. Huidige panelen worden ook al afgeknepen als de netspanning stijgt, vandaar.’
Batterijtechniek
Batterijtechniek kan de productievermindering verder terugbrengen van 18% naar 2% door het tijdelijk opslaan van te veel geproduceerde stroom. De Vanadium Redox flow batterij heeft daarvoor wat hem betreft de beste papieren, Dit is een chemische accu, werkt met geladen vloeistoffen; een geladen batterij verliest zijn energie niet, zoals met LiIon batterijen bijvoorbeeld wel het geval is. Het rendement van de batterij is rond de 75%, het jaarlijkse verlies wordt berekend aan de hand van het aantal keren dat de batterij geladen en ontladen wordt. De batterij kan minimaal 20.000 cycles aan, aldus Roukema die ook op de hoogte is van de nadelen: erg duur (+/- € 500,– per opgeslagen kWh); erg zwaar en volumineus en het bevat het schaarse Vanadium, dus op lange termijn waarschijnlijk geen optie.
