Verslag van onze Duurzaam Kattenbroek deelnemer Uli Geigenmüller
Op vrijdag 22 nov. 2024 was er een ‘warmtestemcafé’ in het Groene Huis, georganiseerd door WarmteStem, de energiecoöperatie van Schothorst-Zuid (www.warmtestem.nl).
Dennis van der Meij (www.solar-engineering.nl) gaf een lezing over thuis batterijen een onderwerp ook relevant voor onze Duurzaam Kattenbroek leden.
Hij heeft een mbo-opleiding elektrotechniek en vele jaren ervaring als sterkstroommonteur en geeft nu beroepshalve advies en lezingen rondom zonne-energie. Er waren ongeveer 60 personen op de 1,5 uur durende en goed gepresenteerde lezing afgekomen.
Het verhaal begon met de uitleg dat vraag en aanbod van elektrische energie op elk moment in balans moeten zijn, en een overzicht van waarmee de energie opgewekt wordt. Informatie kan verkregen worden docs.electricitymaps.com – voor geavanceerde gebruikers.
Vervolgens werd het probleem besproken dat zonnepanelen nu vaak midden op de dag méér energie leveren dan dat er vraag is, en dat de energieprijs daardoor zelfs negatief kan worden. Hij haalde aan dat Nederland ’s nachts milieuonvriendelijk met bruinkool opgewekte stroom in Duitsland inkoopt en overdag bij overschot stroom aan Duitsland teruglevert onder bijbetaling, omdat dan de prijs negatief is (onduidelijk bleef of dit incidenteel het geval is of schering en inslag).
Windmolens worden bij negatieve prijs uitgeschakeld, bij zonnepanelen van particulieren gebeurt dat in het algemeen niet. Van der Meij beveelt dan ook aan om waar mogelijk zonnepanelen zo te plaatsen dat ze in de ochtend- en avondspits van het energieverbruik veel opleveren, maar midden op de dag weinig, dus vooral niet op het zuiden plaatsen. Dan is de jaaropbrengst weliswaar minder maar opwekking en consumptie passen beter bij elkaar.
Van der Meij gaf de volgende relatieve jaaropbrengst aan:
De onbalans en regeltoestand 2
Energieleveranciers kopen een ‘jaarblok’ in van energie waarvoor ze zeker zijn op elk moment een afnemer te hebben. Dat wordt aangevuld met kwartaal- en maandblokken, en ‘Day Ahead’ blokken, op basis van een schatting van wat het extra energieverbruik boven op het jaarblok zal zijn. Als het werkelijke verbruik afwijkt van de voorspelling is er sprake van onbalans. Mocht de vraag
hoger zijn, dan wordt vaak met gascentrales extra stroom geproduceerd, mocht de vraag lager zijn dan moet men de overtollige energie ergens kwijt. In beide gevallen zal het de energieleverancier veel kosten.
Het energietekort/overschot wordt op de onbalansmarkt verhandeld. De prijs op de onbalansmarkt wordt per kwartier vastgesteld, ca. 5 minuten van tevoren. Maar recentelijk gebeurt de omslag tussen tekort en overschot met een hogere frequentie, d.w.z. herhaaldelijk binnen een kwartier: dat wordt dan ‘regeltoestand 2’ genoemd. In die situatie kan van de van tevoren aangekondigde prijs afgeweken worden en wordt de prijs pas achteraf vastgesteld. Dat is problematisch voor partijen die d.m.v. batterijen op de onbalansmarkt geld willen verdienen.
Geldt regeltoestand 2, dan kan het zo zijn dat een BRP [Balance Responsible Party] geen geld ontvangt, maar juist moet betalen voor het vermogen dat is geleverd. Die weet vaak echter pas achteraf – nadat een kwartier is verstreken – of er in dat kwartier sprake is van regeltoestand 2 en welke onbalansprijs daarbij hoort.
“Waar BRPs verwachten geld te ontvangen voor passief geleverd regelvermogen, moesten ze dit kalenderjaar tot nu toe in meer dan de helft van de gevallen juist geld betalen bij regeltoestand 2.
Dit percentage is de afgelopen 2 jaar sterk toegenomen. Daarnaast zijn de onbalansprijzen erg volatiel, dit jaar tot nu toe zelfs volatieler dan in 2023 en vaak zelfs volatieler dan in de zeer onrustige jaren 2021 en 2022.”
constateert De Boer, senior analist Energietransitie bij Rabo-Research in haar meest recente publicatie: Regeltoestand 2 – grote risicos’s bij een onbalanshandel met batterijen.
Volgens Van der Meij dragen partijen als Zonneplan, die met door particulieren gekochte thuisaccu’s op de onbalansmarkt handelt, vaak bij aan het ontstaan van regeltoestand 2. Het is vrij onduidelijk hoeveel geld er structureel met handel op de onbalansmarkt verdiend zal kunnen worden, en niet voor niets geeft Zonneplan geen garantie op de opbrengst, terwijl het investeringsrisico bij de particulieren blijft.
Partijen als Zonneplan dragen ook niet per se bij aan ontlasting van het stroomnet en vermindering van de CO2 uitstoot. Van der Meij gaf het volgende voorbeeld. Stel dat de batterijen in Arnhem geplaatst zijn, en dat de stroomprijs zakt omdat windparken op de Noordzee beginnen veel op te leveren. Die energie komt op drie plekken aan de kust binnen, waar TenneT 380kV leidingen heeft. Maar het huidige leidingnet heeft onvoldoende capaciteit om de energie naar Arnhem te transporteren. Als de batterijen in Arnhem opgeladen worden omdat de stroomprijs laag is, kan het gevolg daarom zijn dat een gascentrale in de buurt van Arnhem harder gaat draaien. Het netwerk wordt niet ontlast, en er treedt extra milieuschade op.
In het geheel staat Van der Meij dus helemaal niet positief tegenover een opzet als dat van Zonneplan.
Batterijen voor eigen consumptie
Bij aanschaf van een batterij voor eigen consumptie liggen de dingen anders. Maar ook hier is het niet triviaal om het rendabel te maken. Men moet vooral aankoop van een te grote batterij vermijden. Méér capaciteit dan wat men zelf ’s nachts consumeert (of beter: terwijl de zonnepanelen weinig leveren) is niet zinvol, want als de batterij niet ontladen is kan ze ook niet weer opgeladen worden.
Die capaciteit is echter vaak zo laag dat de zonnepanelen nog volop leveren als de batterij al weer helemaal vol is; het lost het probleem van overproductie midden op de dag dus slechts gedeeltelijk op. En langetermijnopslag, om in de zomer opgewekte energie voor gebruik in de winter te bewaren, is met batterijen niet zinvol mogelijk. Het zou een investering van honderdduizenden Euro vragen en een enorme hoeveelheid ruimte voor plaatsing van de batterijen. Een thuisaccu kan wel zinvol zijn voor ‘peak shaving’, het opvangen van een kort durende piek in de vermogensvraag.
Opmerking UG: Echter gezien het relatief lage terugleververmogen van courante thuisaccu’s (800W) moet men er niet te veel van verwachten.
Het vastrecht voor een elektriciteitsaansluiting loopt namelijk sterk op met het vermogen van de aansluiting. Van der Meij toonde de volgende tabel:
Bij volledige benutting van een 3 x 25A aansluiting kan men per dag een vermogen van 3 x 25A x 230V x 24h = 414 kWh betrekken, terwijl het jaarlijks verbruik van een gemiddeld 5-persoons huishouden volgens Eneco slechts 4450 kWh bedraagt (mijns inziens is dat zonder elektrische warmtepomp).
Wat dat betreft is een 3 x 25A aansluiting dus meer dan voldoende. Het verbruik is echter natuurlijk niet constant gedurende de dag. Tussen middernacht en 7 uur ’s ochtends zal vaak heel weinig gebruikt worden. Maar als bv. gelijktijdig de warmtepomp loopt, de auto opgeladen wordt, de wasmachine aanstaat en op het elektrisch fornuis gekookt wordt, dan kan er méér stroom gevraagd worden dan 3 x 25A. Of als er naast andere apparatuur een elektrische geiser (‘instant heater’) gebruikt wordt, die alleen al 16A trekt op alle drie fasen. Als gevolg kan de hoofdzekering doorslaan, die in het verzegelde deel van de aansluitkast zit en alleen door de energieleverancier vervangen mag worden.
Een thuisbatterij zou zo’n piek tot op zekere hoogte kunnen opvangen, en zo de noodzaak van een dure zwaardere aansluiting voorkomen.
Gebruik van een batterij voor peak shaving staat in beginsel los de aanwezigheid van zonnepanelen. Zonder zonnepanelen moet de batterij aan het wisselstroomnet (AC) aangesloten worden, in de meterkast. Met zonnepanelen is ook een batterij mogelijk die aan de gelijkstroomzijde (DC) van de PV-omvormer aangesloten wordt. Beide types hebben hun voor- en nadelen:
Klik op de tabel voor meer detail
Er zijn laagspanningsbatterijen (48V) en hoogspanningsbatterijen (500V). Voor de eerste zijn dikkere/kortere kabels nodig en is er daarom minder vrijheid betreffende de plaatsingslocatie.
Van der Meij raadt dringend af om een batterij binnenshuis te plaatsen, in ieder geval niet in een bewoonde ruimte of in een vluchtroute. Terwijl een batterij van een goed merk redelijk veilig is, kan ze toch wel in brand vliegen, en als dat gebeurt is het goed mis. Ook kunnen bij mankementen explosieve gassen uit een batterij ontwijken. Qua veiligheid zijn lithium-ijzerfosfaat batterijen volgens hem niet wezenlijk beter dan lithium-nikkel/mangaan/kobalt batterijen, al wordt vaak het tegenovergestelde beweerd.
Een warmwaterboiler is volgens Van der Meij een betere investering dan een thuisbatterij, zeker als wasmachine en vaatwasser een ‘hot fill’ optie hebben, deze dus het water niet zelf (geheel) op hoeven te warmen maar het uit de met zonnestroom gevoede boiler betrekken. Het energieverbruik voor waterverwarming is in dit soort machines namelijk meestal veel hoger dan dat van de motor.
Er zijn ook CV-ketels die met een elektrisch gestookte boiler kunnen samenwerken, dus bv. voor tapwater het boilerwater alleen naverwarmen indien nodig. Een schakelklok volstaat meestal om ervoor te zorgen dat de boiler alleen opgewarmd wordt als de zonnepanelen veel leveren (gaat dan niet altijd op, maar het is goed genoeg).
Wat een zoutbatterij betreft gaf Van der Meij aan dat deze in beginsel zoals een warmwaterboiler werkt, dus energie in de vorm van warmte opslaat en alleen warmte teruglevert (wel bij bij hogere temperatuur dan een waterboiler), geen elektrische energie. Hij ging er niet verder op in, en volgens mij heeft hij het bij het verkeerde eind. Ten minste sommige zoutbatterijen kunnen wel degelijk elektrische energie terugleveren.