Duurzame energie, daar kun je mee scoren. Maar schokkende energiebronnen als zon en wind geven problemen voor het elektriciteitsnet. Hamvraag is hoe je de klap opvangt.
/strong>
Het is half twaalf en een hoopgevend februarizonnetje bestraalt het dak van het duurzame-energielaboratorium Denlab. Hier staan sinds afgelopen najaar 180 zonnepanelen kilowatten te leveren aan tien door Denlab ontworpen huishoudens. Een generator die via een propellertje op het dak op de wind reageert doet er nog een schepje windenergie bij. Zo moet natuurgetrouw worden nagebootst wat het kabinet werkelijkheid wil laten worden. Een Kyoto-proof energiehuishouding.
Wetenschappelijk medewerker Arjan van Voorden van Denlab houdt op de computer bij hoeveel zon en wind hem vandaag energie leveren. “Om acht uur komt de zon op boven Civiele Techniek”, zegt hij. “Dan stijgt de curve die het geleverde vermogen aangeeft. Nu is het wolkenloos en stijgt hij vloeiend. Als het bewolkt is zie je dat de curve steeds inzakt.”
De gelijkstroom van de zonnecellen, deze dag zeven kilowatt (van de maximaal negen), wordt door vermogenselektronica omgezet in wisselspanning met een frequentie van vijftig hertz, zoals gebruikelijk op het ‘echte’ net. Als een wolk voor de zon ook het licht in de Denlab-huishoudens dreigt te verduisteren, wordt een batterij ingeschakeld. Deze batterij doet wat een elektriciteitscentrale in de praktijk doet als zon en wind het schijnen en waaien verzuimen: stroom leveren aan het elektriciteitsnet. Hier zou, als Nederland afhankelijk was van wind en zon, een stroomstoring ontstaan.
“Als plotseling geleverd vermogen wegvalt wil de frequentie van de wisselspanning, die vijftig hertz, op het net dalen”, zegt onderzoeksleider prof. Lou van der Sluis. “Daardoor komt een enorme vermogensstroom op gang. Als je dan niks doet, raken vermogenstransformatoren oververhit omdat ze teveel stroom moeten leveren.”
Wanneer tegelijk de vraag naar elektriciteit gelijk blijft, moet een regelcentrum impopulaire maatregelen nemen. ,,Je moet dan aan de gebruikerskant, de huishoudens en industrie, balanceren om weer evenwicht te krijgen. Bijvoorbeeld door de Achterhoek in het donker te zetten, dat is toch bijna buitenland. Dat in het donker zetten noemen we dan een stroomstoring.”
Energiemanagement
Ondanks dit risico wil de overheid meer wind- en zonnestroom. Denlab heeft daarom als onderzoeksdoel een ‘slim’ elektriciteitsnet te ontwerpen dat de klap beter verdeelt. Eerst op wijkniveau. “Je kunt bijvoorbeeld het verbruik in huishoudens beter afstemmen”, zegt Van der Sluis. “Een hulpmiddel daarbij is lokale opslag van elektriciteit, met batterijen of een vliegwiel. Het huis dat geen stroom nodig heeft levert dan aan de buren op het moment dat deze de was willen draaien.” Met een mooi woord heet dit ‘energiemanagement’.
Het liefst willen de Denlabbers kijken hoe het net reageert als heel Rotterdam wordt afgeschakeld. “In de praktijk kan dat natuurlijk niet”, zegt Van der Sluis. “Daarom hebben we met de TU in Eindhoven de Real time digital simulator (Rtds) aangeschaft. Daarmee kunnen we situaties nabootsen, zoals grote stroomstoringen.”
In de Rtds kunnen de Denlabbers het hele Nederlandse elektriciteitsnet programmeren. “Zo kun je in real time het stroomverbruik op een dag als vandaag naspelen”, zeg Van der Sluis. “Vervolgens kun je zeggen: ik gooi er een windmolenpark af en kijk wat er met de stabiliteit van het elektriciteitsnet gebeurt.”
Resteert de vraag of het niet beter is in de toekomst gewoon betrouwbaardere energiebronnen in te schakelen. “Wil je een stabiel net, dan zit er een maximum aan het aandeel windenergie”, zegt Versluis. “Een uiterste is om dan maar helemaal niks met windenergie te doen. Je kunt ook zeggen dat wij juist ingenieurs zijn om dit soort problemen op te lossen.”
Duurzame energie, daar kun je mee scoren. Maar schokkende energiebronnen als zon en wind geven problemen voor het elektriciteitsnet. Hamvraag is hoe je de klap opvangt.
Het is half twaalf en een hoopgevend februarizonnetje bestraalt het dak van het duurzame-energielaboratorium Denlab. Hier staan sinds afgelopen najaar 180 zonnepanelen kilowatten te leveren aan tien door Denlab ontworpen huishoudens. Een generator die via een propellertje op het dak op de wind reageert doet er nog een schepje windenergie bij. Zo moet natuurgetrouw worden nagebootst wat het kabinet werkelijkheid wil laten worden. Een Kyoto-proof energiehuishouding.
Wetenschappelijk medewerker Arjan van Voorden van Denlab houdt op de computer bij hoeveel zon en wind hem vandaag energie leveren. “Om acht uur komt de zon op boven Civiele Techniek”, zegt hij. “Dan stijgt de curve die het geleverde vermogen aangeeft. Nu is het wolkenloos en stijgt hij vloeiend. Als het bewolkt is zie je dat de curve steeds inzakt.”
De gelijkstroom van de zonnecellen, deze dag zeven kilowatt (van de maximaal negen), wordt door vermogenselektronica omgezet in wisselspanning met een frequentie van vijftig hertz, zoals gebruikelijk op het ‘echte’ net. Als een wolk voor de zon ook het licht in de Denlab-huishoudens dreigt te verduisteren, wordt een batterij ingeschakeld. Deze batterij doet wat een elektriciteitscentrale in de praktijk doet als zon en wind het schijnen en waaien verzuimen: stroom leveren aan het elektriciteitsnet. Hier zou, als Nederland afhankelijk was van wind en zon, een stroomstoring ontstaan.
“Als plotseling geleverd vermogen wegvalt wil de frequentie van de wisselspanning, die vijftig hertz, op het net dalen”, zegt onderzoeksleider prof. Lou van der Sluis. “Daardoor komt een enorme vermogensstroom op gang. Als je dan niks doet, raken vermogenstransformatoren oververhit omdat ze teveel stroom moeten leveren.”
Wanneer tegelijk de vraag naar elektriciteit gelijk blijft, moet een regelcentrum impopulaire maatregelen nemen. ,,Je moet dan aan de gebruikerskant, de huishoudens en industrie, balanceren om weer evenwicht te krijgen. Bijvoorbeeld door de Achterhoek in het donker te zetten, dat is toch bijna buitenland. Dat in het donker zetten noemen we dan een stroomstoring.”
Energiemanagement
Ondanks dit risico wil de overheid meer wind- en zonnestroom. Denlab heeft daarom als onderzoeksdoel een ‘slim’ elektriciteitsnet te ontwerpen dat de klap beter verdeelt. Eerst op wijkniveau. “Je kunt bijvoorbeeld het verbruik in huishoudens beter afstemmen”, zegt Van der Sluis. “Een hulpmiddel daarbij is lokale opslag van elektriciteit, met batterijen of een vliegwiel. Het huis dat geen stroom nodig heeft levert dan aan de buren op het moment dat deze de was willen draaien.” Met een mooi woord heet dit ‘energiemanagement’.
Het liefst willen de Denlabbers kijken hoe het net reageert als heel Rotterdam wordt afgeschakeld. “In de praktijk kan dat natuurlijk niet”, zegt Van der Sluis. “Daarom hebben we met de TU in Eindhoven de Real time digital simulator (Rtds) aangeschaft. Daarmee kunnen we situaties nabootsen, zoals grote stroomstoringen.”
In de Rtds kunnen de Denlabbers het hele Nederlandse elektriciteitsnet programmeren. “Zo kun je in real time het stroomverbruik op een dag als vandaag naspelen”, zeg Van der Sluis. “Vervolgens kun je zeggen: ik gooi er een windmolenpark af en kijk wat er met de stabiliteit van het elektriciteitsnet gebeurt.”
Resteert de vraag of het niet beter is in de toekomst gewoon betrouwbaardere energiebronnen in te schakelen. “Wil je een stabiel net, dan zit er een maximum aan het aandeel windenergie”, zegt Versluis. “Een uiterste is om dan maar helemaal niks met windenergie te doen. Je kunt ook zeggen dat wij juist ingenieurs zijn om dit soort problemen op te lossen.”
Comments are closed.