Het aantal incidenten met uitvallende omvormers van zonnepanelen door overbelasting van het lokale stroomnet nam in Vlaanderen afgelopen jaar sterk toe. Netbeheerder Fluvius ontving 2.940 klachten, 15 procent meer dan het jaar daarvoor. Zal dit verder verergeren door de snelle groei van zonnepanelen? Wat is de staat van het Vlaamse laagspanningsnet en waar liggen de oplossingen? Jan Desmet van Universiteit Gent: ‘Meer zonnepanelen aansluiten is niet hét probleem. De uitdaging ligt veeleer in het creëren van flexibiliteit tussen vraag en aanbod.’
Bij veel injectie van hernieuwbare energie kan de nominale netspanning sterk toenemen. Dan kan dat onder andere schade aanbrengen aan elektrische (huishoud)apparaten of aan de netinfrastructuur. Een netgekoppeld zonnestroomsysteem wordt daarom automatisch afgeschakeld wanneer de netspanning boven de 235 volt plus 10 procent stijgt. ‘Een tweede feit is dat in vele landelijke delen van Vlaanderen zoals Limburg of West-Vlaanderen lange leidingen zijn aangelegd die dus een grote spanningsval kunnen creëren. Dat heeft ook een effect op het spanningsniveau’, aldus Desmet. ‘In onze steden is dat anders, maar daar zijn de netten doorgaans veel korter en veel meer vermaasd, zodat de overspanningsproblemen zich daar niet zo direct voordoen.’
Fijnmazig netwerk
Ondanks het toenemende aantal zonne-energiesystemen dat zichzelf op zonnige momenten afschakelt, maakt Desmet zich weinig zorgen. Gevallen van overspanning door de injectie van zonnestroom zijn doorgaans eenvoudig te verhelpen middels fasewissels en/of het aanpassen van de uitgangsspanning van voedingstransformatoren. ‘In het verleden werden de distributienetten ruim overgedimensioneerd en daardoor is een flinke veiligheidsmarge ingebouwd vanuit het standpunt van toekomstige netaansluitingen’, zegt Desmet. ‘Vlaanderen kent veel lintbebouwing waar overspanningen sneller kunnen optreden.
Er is echter meestal een fijnmazig netwerk, wat bevorderlijk is voor de stroomverdeling. Nederland heeft wat dit betreft een slechtere positie; meer verstedelijkt domein en meer 1-op-1-verbindingen. Bovendien is er sterk ingezet op grootschalige zonnevelden.’
Spelletjes spelen
Waar de Nederlandse netcongestiekaart rood kleurt, ziet Desmet voor nu en de nabije toekomst weinig structurele problemen ten aanzien van het inpassen van meer zonne-energie in Vlaanderen. ‘Nederland heeft geen tijd meer om spelletjes te spelen. Er is een limiet bereikt en er moet fors worden ingegrepen. Maar het is allemaal niet zo zwart-wit. Ook Vlaanderen kent zwarte zones waar het gebrek aan netcapaciteit een serieus probleem begint te worden. Wij hebben echter nog tijd om te reageren en
Vlaanderen is best goed bezig. Onze distributienetwerkbeheerders zijn behoorlijk toekomstgericht en volop bezig met het uitrollen van een aanpassingsprogramma met het oog op 2030 en 2050.’
Schrik voor zonnepanelen
Wat moet er gebeuren om het Vlaamse elektriciteitsnet future-proof te maken? ‘Schrik voor zonnepanelen hoeven we niet te hebben’, benadrukt Desmet nog eens. De opgave voor transportnetwerkbeheerder Elia ligt volgens hem allereerst in het organiseren van voldoende onthaalcapaciteit van groene stroom uit wind die in toenemende mate in grote hoeveelheden vanuit de Noordzee aan wal zal komen. Hier wordt ook al sterk op ingezet. Ten aanzien van het distributienetwerkbeheer, het domein van Fluvius in Vlaanderen, wijst hij op de opkomst van de elektrische auto die de vraag naar stroom significant zal vergroten en voor grote netuitdagingen zal zorgen.
Implicaties voor het net
Implicaties voor het net Desmet: ‘Het aansluitvermogen van Vlaamse huishoudens is gemiddeld 10 kilowatt. Een gemiddelde lader voor een elektrische auto kan een vermogen leveren van 2 maal 11 kilowatt, wat voldoende is om in enkele uren een paar honderd kilometer “te tanken”. Wil je snelladen, dan moet je echter al snel rekenen op een laadinfrastructuur van 100 kilowatt of meer. Wanneer elektrische auto’s ’s avonds massaal aan de stekker gaan, en ook nog eens de elektrische ovens en warmtepompen worden ingeschakeld, ontstaat een hoge vermogenspiek die bij uitbreiding over een wijk of gemeente aanleiding geeft tot een enorme piekvraag.
Dit terwijl het aanbod van stroom in een hernieuwbare-energiesysteem juist groot is op de middag vanwege het grote aandeel zon. De energietransitie en elektrificatie doen het aanbod en de vraag naar elektriciteit dus steeds verder uiteenlopen. Dat heeft implicaties voor het net. Uitbreiding is een optie, daarin is ook voorzien in de proactieve aanpak van België. Maar we moeten vooral gaan inzetten op flexibiliteit in verbruik met een minimum aan comfortverlies. Dit is een heel grote uitdaging. In de nabije toekomst zijn slimme systemen nodig om hieraan tegemoet te komen.’
Expliciet en impliciet
Er zijn 2 manieren om flexibiliteit toe te passen. De eerste is expliciete flexibiliteit. Het verbruik wordt verschoven in de tijd, in functie van het aanbod van de beschikbare energie. Dat is volgens Desmet relatief gemakkelijk te bewerkstelligen, onder andere door zonnestroom op te slaan in thuisbatterijen om die later te gebruiken of expliciet in te grijpen op processen in industriële installaties. De tweede is impliciete flexibiliteit. Het gedrag van de afnemers van stroom wordt beïnvloed door de energietarifering, Het probleem is echter dat impliciete flexibiliteit niet per definitie meegaat met expliciete flexibiliteit en hiermee ook de netcongestie sterk kan beïnvloeden, zeker als vraag en aanbod zich op verschillende plaatsen lokaal in het net voordoen.’
Grote investeringen
‘Stel er zijn in een landelijk gebied veel zonne-energiesystemen van 10 kilowatt door huishoudens geïnstalleerd’, zegt Desmet. ‘Enkele tientallen kilometers verderop ligt een kleine stad, met bijvoorbeeld 100 elektrische voertuigen. Zo kan aan de ene kant grote netinjectie ontstaan met overspanningen tot gevolg, terwijl aan de andere kant stroomcongestie ontstaat ten gevolge van al dan niet gelijktijdig laden omdat de energieprijs laag is door de hoge opbrengst aan hernieuwbare energie. Dergelijke problemen zijn niet altijd direct oplosbaar. Om gelijktijdigheid van vraag en aanbod, die er nochtans op het eerste zicht ideaal uitziet, te mitigeren zijn grote investeringen nodig in een combinatie van 3 dingen. Dat zijn netverzwaringen, slimme sturing bij de afnemer en incentives van distributienetbeheerders – het in de markt zetten van flexproducten en / of dynamisch netbeheer. Dit is nu bekeken vanuit het standpunt van residentiële verbruikers en kleine en middelgrote ondernemingen (kmo’s). Ook in de grootindustrie en op transportniveau van energie zullen zich dergelijke uitdagingen voordoen.’
