Project

Aanleiding

Diverse nieuwe methoden van duurzame-energieopwekking vormen een belangrijk wapen in de strijd tegen klimaatverandering en een oplossing voor schaarser wordende voorraad aan fossiele brandstoffen. Veel van deze alternatieve bronnen, zoals windmolens en fotovoltaïsche zonnepanelen (PV-panelen), leveren direct elektrische energie.

In het huidige energiesysteem volgt het aanbod de vraag. Met duurzame bronnen waarvan de productie niet stuurbaar is, zal dit op een andere manier moeten worden opgelost. Het is dus noodzakelijk bij een toename van het gebruik van niet-constant leverende, decentrale duurzame elektriciteitsbronnen oplossingen te vinden om de levering aan de eindgebruiker te garanderen.

Om energie-inefficiëntie en onaanvaardbaar hoge investeringen in elektriciteitsnetten tegen te gaan, is de realisatie van beter en intelligenter beheer van deze netten (Smartgrids) het streven, waarbij technieken om vraag en aanbod in balans te brengen een belangrijke rol spelen. Deze technieken betreffen onder meer vraagregulering en opslag van elektrische energie.

In Nederland is elektrische opslag momenteel nog niet interessant voor particulieren, vanwege de vaste prijs die voor elektriciteit wordt gerekend (behalve het mechanisme van hoog- en laagtarief) en het salderingsprincipe. Voor de markt van grootverbruikers gelden echter momenteel al flexibele tarieven. Uit politieke plannen wordt duidelijk dat dit in de nabije toekomst ook voor de particuliere markt gaat gelden.

Projectdoel

In het kader van het PV SiMS-project wordt elektrische opslag toegepast middels batterijsystemen. De volgende projectdoelen zijn gedefinieerd bij aanvang van het project:

  1. het ontwikkelen van technologie om in duidelijk afgebakende gebieden een hoge mate van zelfvoorziening te realiseren;
  2. het onderzoeken van nieuwe economische modellen waarin samenwerkingsmogelijkheden en concurrentiemodellen tussen gebruikers, producenten en netwerkbeheerders worden verkend;
  3. het ontwikkelen van “Multi-Agent-gebaseerde” regel- en beheertechnologien.

Projectomschrijving

In Amsterdam zijn vijf locaties voorzien van een zon-PV-systeem in combinatie met een batterij en slimme regeltechniek. Het gaat hier om proefopstellingen die uitgebreid worden gemonitord. Daarnaast staat een laboratoriumopstelling op de locatie van de Technische Universiteit Eindhoven.

De “fieldopstellingen” in Amsterdam worden gebruikt om de daadwerkelijke impact en mogelijkheden te analysen van een batterijsysteem in combinatie met PV-panelen. Hierbij wordt gekeken naar de vraagprofielen en de mogelijkheid om autarkisch (zonder netaansluiting) te kunnen opereren van het net.

Op de Technische Universiteit in Eindhoven wordt onderzoek gedaan naar de netwerkimpact van de systemen, die worden getest met multi-agent-systemen. Onderzoek vindt plaats naar verschillende mogelijkheden die multi-agent-systemen met zich meebrengen, inclusief een verdere uitwerking van de agents. Korte samenvattingen van de gepubliceerde artikelen staan hier.

Multi-Agent

Met behulp van multi-agent-systemen kunnen apparaten onderling communiceren met elkaar middels een hiërarchische structuur. Een agent representeert een apparaat, in het geval van dit project wordt iedere combinatie van batterij en pv-installatie gepresenteerd door een agent. Deze agent probeert de batterij optimaal in te zetten afhankelijk van wat de rest van de agents doen. Een van de agents kan de markt representeren, op deze manier zal de batterij-agent proberen om een financiële optimalisatie te maken afhankelijk van wat de marktagent aangeeft dat de prijzen zijn.

Op de TU Eindhoven hebben ze hier uitvoering mee gesimuleerd en getest. In de wijktest in Amsterdam is het multi-agent-systeem niet toegepast.

Systeem

In het kader van dit project wordt gebruikgemaakt van hardware van Mastervolt van hoogwaardige kwaliteit. De volgende apparatuur is geïnstalleerd op de locaties in Amsterdam en bij de TU in Eindhoven:

  • PV-panelen (TU/e gesimuleerd), inclusief omvormer;
  • 2,5 of 5 kWh batterijpack (1 of 2 x 2,5 kWh MLI Ultra);
  • Een geavanceerde acculader en een stille omvormer in een compact apparaat (Mass Combi);
  • Storage controller.

Resultaten

Het bovengenoemde systeem is succesvol geïmplementeerd bij zowel particulieren als bedrijven. Gedurende de verschillende projectfases is telkens een optimalisatieslag doorgevoerd. De batterijsystemen functioneren en het slim opslaan van energie wordt toegepast. Het aandeel eigen verbruik van de opgewekte duurzame energie is aanzienlijk vergroot. Daarnaast blijkt het mogelijk autarkisch van het elektriciteitsnetwerk te opereren.

Bij de TU in Eindhoven wordt momenteel onderzoek gedaan naar multi-agent-systemen en worden tests uitgevoerd met het systeem dat daar is geïnstalleerd. Verschillende artikelen zijn gepubliceerd. Er is een model ontwikkeld dat de kosten van het gebruik van een batterij bepaalt.

Verder is een tool ontwikkeld waarmee voorspellingen kunnen worden gemaakt van de netbelasting, om optimaal gebruik te kunnen maken van de batterij. Tevens is een marktdesign ontwikkeld voor de lokale coördinatie van opgewekte energie. De artikelen die zijn gepubliceerd kunnen worden terug gevonden op de publicatiepagina.

Ook de economische kansen van een opslagsysteem zijn geanalyseerd. Voor iedere partij (prosument, leverancier en netbeheerder) liggen kansen die zij in de toekomst kunnen verzilveren. Dalende kosten voor energieopslag zijn hiervoor randvoorwaardelijk. Daarnaast heeft de instandhouding of afschaffing van de salderingsregeling logischerwijs grote invloed op de financiële meerwaarde voor particuliere prosumenten.

Vervolg

De verschillende kansen en mogelijkheden die in het kader van dit project zijn geïdentificeerd, worden verder uitgewerkt in een vervolgproject, waarbij meerdere toekomstscenario’s aan bod komen.

Dit werknaam van dit vervolgproject is City-Zen. In dit project zullen businessmodellen in de praktijk worden getoetst, via de uitrol van tachtig systemen (PV+batterijsysteem) in combinatie met slimme beslisalgoritmes. Meer informatie omtrent dit project en andere City-Zen-projecten is raadpleegbaar via de website.