Vandaag was het weer zover. Een klaagartikel op AD.nl: de uitval van omvormers door teveel spanning op het netwerk dankzij de hoge opbrengst van zonnepanelen. Niet geheel verrassend heb ik hier een mening over. Eentje die ik al vaak gedeeld heb. En ook nu weer ga delen: we moeten met zijn allen omdenken! Het probleem is namelijk niet teveel opbrengst, maar te weinig verbruik.
Waarom vallen de omvormers uit en waarom is dit een probleem?
Omvormers zetten de gelijkstroom van de zonnepanelen (400V DC) om naar wisselspanning. Dit is in de volksmond 230 volt, maar in de praktijk is dit zelden 230V. Om terug te leveren moet de spanning namelijk altijd iets hoger zijn dan netspanning. Vergelijk dit met water in emmers: dit stroomt naar het laagste punt. Pas als het waterniveau stroomafwaarts lager is dan op jouw plek, zal de rivier gaan stromen.
Zo is het ook met de spanning van je omvormer. Maar, zoals je kunt verwachten: er stroomt steeds meer water door het stroompje. Stroomafwaarts wordt het waterpeil hoger, waardoor ook jouw waterpeil verhoogd moet worden om te blijven stromen. Maar als de rivier vol is, dan wordt jouw toevoer afgesneden.
Deze rivier is vol bij 253 volt (in de praktijk vaak 251 volt). Bij meer spanning zou apparatuur beschadigd raken en het eventueel zelfs gevaarlijk worden. Ons laagspanningsnet is namelijk ingericht op 230V +/- 10%. Vandaar die 253 volt.
De oplossing volgens velen: het verbreden van de rivier. Ofwel: het leggen van meer en dikkere kabels. Zodat er meer stroom doorheen kan en omvormers niet uitvallen. Want mensen vinden dat zij geld verliezen.
De uitvallende omvormer is het probleem niet. Te dunne kabels ook niet.
Het probleem is niet dat de rivier niet breed genoeg is, maar dat er meer aanbod is van elektriciteit dan er vraag naar is. In een normale markteconomie betekent dit dat het product waardeloos is.
Vergelijk het met appels: je levert appels aan de buurt. Maar de buurt maakt zelf ook appels. Ze brengen deze allemaal naar het einde van de straat. Niemand wil appels! En de kruiwagen aan het eind is niet voldoende groot om de appels naar andere wijken te brengen.
Maar, ergens ver weg heeft iemand een regel bedacht dat jij de appels van de zomer kosteloos mag wegstrepen van de appels die je in de winter eet. Zonder rekening te houden met bederf of economische wetten. Dit is de salderingsregeling.
Feitelijk echter is de elektriciteit in de zomer grotendeels zinloos: er is minder vraag naar en de opbrengst is te groot. Stoppen met produceren, zoals de omvormers doen, is dus een onderdeel van de oplossing.
Omdenken: produceren voor de momenten waarop de waarde het grootst is
Dankzij de Nederlandse salderingsregeling is het zeer aantrekkelijk om zonnepanelen te plaatsen. Immers, wat je meer produceert dan verbruikt mag je zoals gezegd wegstrepen tegen je consumptie in de winter. Maar dit gaat veranderen: de salderingsregeling gaat afgebouwd worden in de toekomst.
In de winter is de elektriciteit daarentegen het duurst. Er is meer vraag naar elektriciteit, en minder aanbod. Een zinnige beslissing zou zijn om je systeem zó te ontwerpen dat je juist in de winter zoveel mogelijk zelfvoorzienend bent.
In Huize Geldsnor produceren wij in een wintermaand ruim 10% van onze eigen elektriciteit (inclusief transportbehoefte ofwel de auto’s). Exclusief auto’s is dit bijna 20%. De economische waarde hiervan is enorm: 200kWh kost in de winter zomaar 100 EUR.
In de zomermaanden produceren we tot wel 1500kWh. Zonder salderingsregeling zou de economische waarde hiervan ook op ongeveer 100EUR liggen. Het vergroten van de productie zou in de winter veel geld opleveren, en in de zomer nauwelijks iets extra.
Het is de salderingsregeling die dit kunstmatig echter anders maakt. De nieuwe realiteit is echter: verbruik het overdag, en produceer zoveel mogelijk in de winter. Accepteer dat je omvormer uitvalt als er geen vraag is naar je “product”!
Maar toch: kun je voorkomen dat de omvormer uitvalt door je eigen verbruik te vergroten?
In het artikel van het AD wordt gesteld door Robert de Vries “dat je dan het advies krijgt om de magnetron aan te zetten. Maar dat werkt pas als de hele wijk het doet.”
Een opvallende stelling. Klopt deze? Ik reken het even voor je na!
Een typisch transformatorhuisje is een “630kVA” huisje. Dit type transformatorhuisje heeft een vermogen van 535,5kW. Als het vermogen hier oploopt kan er niet voldoende worden teruggeleverd. Enigzins gesimplificeerd, uiteraard.
Op een heldere lentedag haal je dit vermogen met ongeveer 1700 zonnepanelen. Bij een transformatorhuis van 630kVA betekent dit “filevorming” bij 120 woningen met 15 zonnepanelen per stuk. Dit zie je duidelijk in het AD-artikel: veel bewoners hebben ongeveer 15 panelen. Dikkere kabels zijn geen oplossing: je hebt een groter transformatorhuis nodig (en dikkere kabels).
Maar terug naar de casus: kun je het stroomnet “redden” door zelf meer te verbruiken? Het korte antwoord: zeker en absoluut. Maar niet met alleen de magnetron.
Want een magnetron trekt wel veel vermogen, maar doet dit slechts gedurende korte tijd. Hét antwoord? Wasmachines, drogers, vaatwassers en elektrische auto’s. Er vanuit gaande dat de warmtepomp niet gebruikt wordt in dit seizoen.
Mijn maximale vermogen in de woning is 17kW. Een snelle rekensom leert dat dit 3% van de aansluiting van het transformatorhuisje is! De kans dat veel mensen in dezelfde wijk véél stroom verbruiken is niet zo groot, vandaar dat dit doorgaans geen probleem is.
Dankzij het opnemen van een groot vermogen dáált de spanning in de wijk. Nu is het zo dat ik in mijn eentje niet heel lang 17kW vermogen op kan nemen. De auto kan gedurende enkele uren echter wel 11kW opnemen: 2% van het vermogen van het transformatorhuisje.
Dat zegt echter nog vrij weinig. Want hoeveel vermogen is 1 volt extra op het wijknet? Als een transformatorhuis 1000 A stroomsterkte heeft, dan is 1 volt *dus* 1000W. Met andere woorden: dankzij het opladen van de auto wordt de spanning (in een gesloten systeem) verlaagd met 11 volt. Uiteraard is het geen gesloten systeem: de uitgevallen omvormers zullen weer opstarten, en bij een “te lage spanning” wordt er elektriciteit geleverd vanaf het net (zie de analogie met het riviertje).
Maar dat je zelf een groot onderdeel bent van de oplossing staat buiten kijf. Het is perfect mogelijk om in samenwerking met buren of zelf een sturende rol te hebben in je eigen wijk. Draai het systeem om: stel je wasmachine en andere apparatuur zó in dat deze overdag draaien. Tenslotte hebben alle grote apparaten een “uitgestelde start”: wasmachine, vaatwassers en drogers. Maar ook de auto (indien van toepassing) en overdag koken op inductie dragen een flink steentje bij:
Bovenstaande plaatje is de spanning op het net, of eigenlijk de uitgaande spanning van de omvormer. De laagste waarde tijdens het opladen van de auto, de andere waarde vlak vóór het “inpluggen” van de auto. Een markante daling, tijdens verder gelijkblijvende omstandigheden (zwaar bewolkt, 29 graden, vrijwel windstil). Het vermogen waarmee ik de auto op dit moment aan het laden was, is 11KW. Het vermogen van de zonnepanelen was 7KW.
Het alternatief is in de slachtofferrol kruipen en verwachten dat tegen grote (maatschappelijke) kosten men het netwerk komt verzwaren. Puur omdat jij er voor kiest om appels te verbouwen als iedereen ze levert, maar zelf geen appels eet. Behalve in de winter.
Groot gelijk, wijken passen hun verbruik beter aan op de productiecapaciteit. Al had ik wel verwacht dat witgoed fabrikanten al veel langer op de kar waren gesprongen met “slimmere” toestellen om automatisch aan te schakelen volgens de productie van het moment (en indien vb waterketel op temperatuur is of wagen voldoende opgeladen). Maar vooralsnog is dit enkel zeer dure exemplaren. In België is de salderingsregeling ook weggevallen en is er een piekverbruik toeslag. Nu wordt het nòg belangrijker om verbruik zo stabiel mogelijk te houden en dmv de eigen productie te compenseren.
Het interessantste vraagstuk is inderdaad hoe je lokaal dit nu kan ver/gebruiken op zo een manier dat het niet “zonde” is en als extra bonus daarbij je ervoor zorgt dat de spanning op peil blijft.
Er wordt nu vol ingezet op meer duurzame energieopwekking zoals lokaal als gecentraliseerd (windmolen parken, zonnepaneel parken e.d.). Maar het probleem zit hem inderdaad in je piekverbruik en het kunnen opslaan van de energie.
Dit laatste is een vraagstuk waar nog geen oplossing voor is, of althans, er zijn oplossing (waterstof, batterij, etc etc). Maar om dit allemaal lokaal (in je eigen huis) te gaan doen lijkt mij ook niet bevordelijk en efficient.
Dus ja, voor de korte termijn is het energieverbruik afstemmen op je opwekking (wasmachine, elektrische auto, droger, inductie kookplaat) zeker een goed idee om dit probleem te verminderen, maar dat werkt alleen als iedereen eraan meedoet.
Op de lange termijn zijn er echter nog steeds meer transformatoren en dikkere kabels nodig, want er gaat een punt komen dat we moeten gaan bufferen voor de mindere wintermaanden om op dat moment die energie vrij te geven en in mijn optiek is lokale opslag daar niet de beste oplossing voor.
Centraliseren vereist transport, en transport vereist investeringen in het netwerk.
Gedeeltelijk eens. Maar niet helemaal :-). Mijn punt is juist dat het verbruik op je piekmomenten al een zéér grote invloed heeft op de lokale spanning. Groter dan de meeste mensen verwachten. Het stukje overschot “weggooien” in de zomermaanden is geen enkel probleem: zorg dat het systeem is uitgericht op een zo groot mogelijke opbrengst in de winter. Accepteer de “verliezen” in de zomer.
Dikkere kabels hebben we zeker nodig, maar niet per se op wijkniveau. Daar hebben we slimmere systemen nodig. De dikke kabels hebben we nodig om een zo groot mogelijk gebied te beslaan, zodat er op Europees niveau nauwelijks Dunkelflaute kan bestaan. Van Spanje tot en met Noorwegen en van Polen t/m Ierland. Vergeet niet dat je daarmee een stuk seizoenseffect hebt opgelost (de zon in Spanje is ruimschoots voldoende in de winter) en ook gedurende de dag (er zit 3 uur spreiding tussen oost en west, en in de zomer is dit verschil nog groter van noord naar zuid).
Ik denk dat kleine decentrale opslag (thuisaccu’s) juist de oplossing zijn om het netwerk niette hoeven verzwaren. Je kan over het huidige netwerk gedurende de hele dag laden met een lage A en op de piekmoment uit je eigen accu putten. Ook in de wintermaanden zal de energievraag tenslotte niet 24 uur per dag tegen de max van de capaciteit zitten.
Bufferen van energie is een ander onderwerp. Ik ben ban dat voor de periode die we in Nederland moeten overbruggen, de huidige accu’s geen oplossing zijn. Ook niet als we het centraal regelen. Daar moet eerst nog een geweldige innovatie komen.
Wat een gelul over die elektrische auto! 99% heeft die overdag nodig!
Een mooi, genuanceerd statement.
Het gaat niet om wanneer je de auto nodig hebt, maar wanneer je moet laden. Wij laden elke dag, omdat we veel rijden. We hebben daarmee weinig keuze. Behalve dat we dus bijvoorbeeld nooit op vrijdag laden: die schuiven we dan naar zaterdagmiddag of zondagmiddag.
Tenzij ik thuis werk (en veel elektrische rijders vallen in de categorie die regelmatig thuiswerken).
Allereerst, fijn dat je er weer bent. Je bent gemist. ;-D
Voordat we in de slachtofferrol kruipen denk ik dat er nog wel wat oplossingen zijn. Voorraad is duur, maar het stilleggen van een productielijn door logistieke problemen is duurder. Creëer je eigen voorraad in de productielijn en installeer een thuisaccu. Nee, dat is niet goedkoop, maar ongetwijfeld goedkoper dan de infrastructuur upgraden. En niet te vergeten, deze aanpassing heeft een hele hoge WAF. Mevrouw Spreadsheet en de mini-Spreadsheets hoeven dan namelijk niet meer op de klok te kijken of ze wel of niet de auto mogen opladen, de vaatwasser mogen draaien of de Nintendo in het stopcontact mogen stoppen.
Mocht dit nog niet genoeg zijn, dan is het softwarematig vast op te lossen dat de accu pas gaat laden als de spanning op het net boven de 250V oid komt. Kan me voorstellen dat we in de vergelijking ook meenemen hoe ‘leeg’ de batterij is.
Ik denk dat ik met installatie van 1 accu 70% tot 80% van het jaar niets meer zou afnemen. Voor de rest van het jaar zijn accu’s geen oplossing. Ik zou nog zo’n 1000kWh aan capaciteit nodig hebben om november tot en met maart te overbruggen en dat is ex verwarming… Met de huidige prijzen van accu’s lijkt dat me niet zinvol.
Daarnaast zou men ook kunnen kiezen voor een alternatieve opstelling van de panelen tov de zo vaak gekozen zuid-ligging. Bij ons ligt alles op het westen en dat piekt tussen 16:00 en 17:00. Kan me zo voorstellen dat er dan veel minder kruiwagens met appels in de straat staan in vergelijking tot een uur of 13:00.
Als laatste een vraag. Misschien weet iemand hier dat… Mijn panelen leveren op L3, al mijn verbruik zit op L1 en L2. Prettig dat ik op de fases van de slimme meter dus kan zien wat ik genereer en wat ik verbruik. Maar op het moment dat we niet meer salderen, vallen de op L3 gegenereerde kWh’s dan nog wel weg tegen de op L1 en L2 op hetzelfde moment verbruikte kWh’s?
De meter registreert het saldo van de 3-fasen, voor zover ik weet. Dus vrees niet.
Om een grotere efficiency te behalen is het wel gunstiger om terug te leveren via de fases waar je ook op verbruikt. Al neemt stroom de weg van de minste weerstand (letterlijk) en zal deze dus alsnog in je eigen huis verbruikt worden.
En dank je, fijn om gemist te worden ;-).
Heerlijk stuk en ben het helemaal met je eens. Apparaten gaan bij ons alleen overdag aan. Leve de timerfunctie. Is een kwestie van gewoontes aanpassen. We wonen in Belgie en daar is de salderingsregeling van de een op andere dag verdwenen. Gelukkig met goede apps kan je veel doen.
Ik heb al wel een gedacht om op de momenten dat ik dik aan het terugleveren ben de vriezer ipv op -18 op -25 te zetten, om deze vervolgens ’s nachts weer terug te laten ‘opwarmen’ naar -18. Dat duurt dermate lang dat de vriezer ’s nachts niet aan hoeft te gaan. Druppel op de gloeiende plaat waarschijnlijk, maar alle beetjes helpen. En uiteraard zou dit proces automatisch moeten gaan, maar een slimme vriezer ben ik nog niet tegen gekomen.
Mocht je er een kunnen vinden: ik ben ook op zoek. Zoals met het oranje lampje …