29 november 2022 plaatste Grid-ON een batterij op een aansluiting die al een zonnepark en een windmolen combineerde. Een Nederlandse primeur. Zo'n anderhalf jaar later zijn er een hoop lessen geleerd vertellen Martijn Schipper en Jesper Zuurbier, oprichters en eigenaren van Grid-ON. Zo blijken de businesscase, slagschaduw van de windmolen en de optimalisatie van het zonnepark in de praktijk toch net anders te werken. “Toch blijft cable pooling voor alle partijen interessant.”

Tot 2030 moet er nog ieder jaar gemiddeld 6 gigawatt opwekcapaciteit van zonne-energie worden bijgeplaatst om de doelen uit het Nationaal Plan Energiesysteem te halen. Toch worden de mogelijkheden beperkt door de recent gepresenteerde voorkeursvolgorde zon, steeds verdergaande netcongestie en de uitdijende wachtrijen voor een nieuwe of een zwaardere netaansluiting. Grootschalige zonne-energieprojecten hebben daarom behoefte aan nieuwe businesscases.

Een interessant voorbeeld van hoe deze eruit kunnen zien is bij de bloembollenexporteur Fluwel in het Noord-Hollandse Burgerbrug, die al jaren een 2,3 megawatt windmolen op een van zijn weilanden heeft staan. Op een gegeven moment ontstond daar de wens om meer uit de beschikbare netaansluiting te halen vertelt Schipper. “De windmolen was aangesloten op een 2 MVA-aansluiting, die wilden ze beter gaan benutten door er een zonnepark bij te plaatsen.”

Deze vorm van cable pooling bleek een opstapje naar meer. “Tijdens de gesprekken kwam er al snel een batterijvraag bij, daarom hebben we de netaansluiting al met de koppeling van het zonnepark voorbereid op een toekomstige batterij. Die hebben we er dus in november 2022 bij geplaatst.”

Daarbij worden meerdere energietechnieken op dezelfde netaansluiting gebruikt. “Het zonnepark met Sungrow omvormers heeft 1,75 megawatt vermogen en een piekvermogen van 2,6 megawattpiek. De batterij is weer een speciale zonneparkbatterij van 800 volt van Huawei en heeft 1 megawatt vermogen en 2 megawattuur opslagcapaciteit. Vervolgens is het energiemanagementsysteem weer van Scholt Energy.”

Dankzij het energiemanagementsysteem laad de batterij op piekmomenten en ontlaad op dalmomenten. Hierdoor wordt de netcapaciteit beter benut en draagt de batterij bij aan netbalancering. Naast de extra inkomsten uit de balanceerdiensten zorgt de batterij ervoor dat er 10 gigawattuur hernieuwbare elektriciteit kan worden teruggeleverd.

“Deze aanpak voor het verbeteren van het bestaande net is cruciaal voor de energietransitie. De markt is op zoek naar een oplossing en kijkt enkel naar de netbeheerder. Wij realiseren een andere oplossing. We kunnen het bestaande netwerk verbeteren door meer capaciteit op dezelfde aansluitingen te realiseren”, zegt Schipper.

“Achteraf realiseren we ons meer dat dit project toch wel uniek is. Een windmolen van 690 volt heeft ook weer een veel hogere spanning dan een zonne-energie-installatie op een fabrieksdak. Behalve dat wind- en zonne-energie worden gecombineerd met een batterij hebben we hier ook te maken met meerdere energieafnemers en verschillende leveranciers van alle onderdelen. Dat geeft doorgaans ook weer andere prijsvormingen en dus strategieën.”

Ieder voordeel heeft zijn nadeel
Met dank aan buurman TNO (Petten ligt naast Burgerbrug) heeft Grid-ON nu ook veel meer inzicht gekregen in de effecten van de slagschaduw van de windmolen op de opbrengst van het zonnepark. “TNO heeft metingen op milliseconde niveau uitgevoerd om te kijken naar het effect van zogeheten maximum power point trackers van de omvormers en om het gedrag van zonnepanelen te bekijken. Dat heeft ons veel inzicht gegeven in de schakeltijd”, legt Zuurbier uit.

“Dat is weer het leuke van lokaal werken. De eigenaren van deze projecten kennen elkaar en zitten allemaal in de buurt van TNO Petten. Daardoor konden ze hier gelijk ‘hands-on’ beginnen met meten. Later mochten ze ook via de formelere route meten bij Vattenfall’s zonnepark Haringvliet-Zuid.”

Uit het TNO-onderzoek blijkt dat een beschaduwde rij zonnepanelen tot 50 procent energie kan verliezen. In sommige gevallen duurde het namelijk relatief lang voordat de omvormer weer het maximale punt wist te vinden.

“Dat heeft ons de mogelijkheid gegeven om de instellingen verder te optimaliseren. Uiteraard vermindert de slagschaduw van een windmolen de opbrengst van een zonnepark en ja, met deze data kunnen we de locatie van de windmolen ten opzichte van het zonnepark optimaliseren, maar uiteindelijk zijn de locaties van windmolens planologisch bepaald”, legt Zuurbier uit.

“Daarom ontkom je met dit soort projecten gewoon niet aan slagschaduw, maar je kunt de samenhang tussen windmolen, zonnepark en batterij wel optimaliseren. Daardoor zijn de voordelen van cable pooling groter zijn dan de nadelen.”

De praktijk wijkt altijd af
Met het combineren van drie energietechnieken op een netaansluiting heeft Grid-ON de primeur in Nederland. “Dat is het mooie van werken met agrariërs”, stelt Schipper. “De lijntjes zijn kort, ze hebben het lef om in dit soort oplossingen te denken en het daarna ook gewoon te doen.”

Tegelijk betekent de eerste zijn ook dat jij met alle kinderziektes te maken krijgt. “De realiteit bleek weerbarstiger dan de situatie op papier. De nieuwheid van de materie in combinatie met de vele stakeholders maakten het ingewikkelder dan gedacht om alle systemen goed met elkaar te laten communiceren”, vertelt Zuurbier.

“De windmolen, zonnepanelen, omvormers, batterij en het energiemanagementsysteem zijn natuurlijk allemaal van verschillende merken. In de praktijk communiceren die toch anders met elkaar dan in theorie. Daarnaast heb je te maken met energieprijzen die heel moeilijk te voorspellen zijn. Het belangrijkste is dat we hebben laten zien dat het technisch haalbaar is en met de lessen uit het eerste jaar hebben we het hele project kunnen optimaliseren. Het draait nu goed en de inkomsten zijn zoals we in de businesscase hebben begroot.”

Volgens Schipper valt er sowieso nog veel winst te behalen in het optimaliseren van bestaande zonneparken, ongeacht of hier windmolens en, of energieopslag aan gekoppeld is. “Om materialen van verschillende merken te gebruiken is vrij gangbaar, maar partijen geven niet direct al hun productinformatie vrij, waardoor de praktijk altijd afwijkt van de theorie. Tegelijk gebeurt het nog te weinig dat de instellingen van de zonnepanelen en de omvormers daarop worden gefinetuned”, stelt hij.

“Uiteindelijk is de kostenstijging ook gewoon binnen de begroting gebleven. We hebben er vooral zelf veel meer uren in moeten steken dan we hadden verwacht. Energieprijzen blijven natuurlijk heel lastig te voorspellen omdat het een speculatieve markt is die afhankelijk is van de macro-economie. Maar we werken nu wel meer met capaciteitsbeperkingscontracten omdat dat meer zekerheid biedt.”

Wat kan uitgesteld invoeden betekenen voor energieopslag?
Vanuit het kabinet en de netbeheerders wordt er gekeken naar mogelijke stimulansen voor energieopslag. Hierbij zoeken de partijen naar oplossingen die de businesscase van energieopslag verbeteren, zonder dat dit leidt tot overwinsten of ongewenst netgebruik. Een batterij kan netcongestie namelijk voorkomen, mits deze op de juiste manier wordt ingezet.

In eerste instantie kondigde het kabinet een batterijverplichting aan voor nieuwe zonneparken. Later werd deze losgelaten voor een subsidie voor batterijen bij grootschalige zon-PV om uitgesteld elektriciteit in te voeden. Zonneparken slaan overdag energie op in batterijen en voeden deze pas ’s avonds in. Hierdoor kan er ’s avonds meer hernieuwbare energie worden gebruikt en wordt (deels) voorkomen dat kolen- en aardgascentrales dan elektriciteit moeten produceren om aan de vraag te voldoen.

“Een subsidie voor uitgesteld invoeden kan handig zijn. Aan de ene kant staat de batterij dan in sommige maanden niks te doen. Maar aan de andere kant wordt het invoeden beperkt tot de uren dat er weinig wind- of zonne-energie wordt opgewekt en de stroomprijs hoger ligt. Dit scheelt misschien wel 50 procent van de dagproductie, maar het is wel de goedkoopste helft, want het zijn de uren met lage of zelfs negatieve stroomprijzen die je mist”, aldus Zuurbier.

Voor de batterijverplichting voor zonneparken is 416,6 miljoen euro gereserveerd vanuit het Meerjarenprogramma Klimaatfonds 2024. Wanneer dit budget wordt ingezet voor een subsidie voor uitgesteld invoeden kan er volgens CE Delft 160 tot 330 megawatt aan batterijvermogen worden gerealiseerd, bij 320 tot 660 megawatt nieuw grootschalig zon-PV.

Dit zou moeten leiden tot een CO2-reductie van 0,08 tot 0,17 megaton per jaar, wat het een hele dure maatregel maakt. De subsidie-intensiteit komt, afhankelijk van de aardgas- en CO2-prijzen, namelijk uit op 2.500 tot 5.000 euro per ton CO2.

“De maatregel richt zich op het vervangen van (een deel van de) elektriciteit uit fossiele centrales met uitgesteld geleverde zonne-elektriciteit op moeilijk te verduurzamen uren, dat zonder aanvullend beleid niet bereikt kon worden om de doelen van 2030 te halen”, zo legt Micha Rots, senior beleidsadviseur energietransitie op het ministerie van Economische Zaken en Klimaat, uit.

“Een subsidie voor uitgesteld invoeden is in principe een logische redenering om groene stroom naar de avonduren te tillen, maar er zitten stevige haken en ogen aan”, stelt Zuurbier. “Banken krijgen dit soort projecten al moeilijk rond en zonneparken worden op zo wel erg ingewikkeld om van de grond te krijgen. Daarbij is het ook nog eens slecht voor de batterijcellen als je de batterij lang en vaak helemaal uit moet zetten. Flextenders kunnen de problemen veel gerichter oplossen.”