Tegenwoordig moet alles slim zijn. Van slimme magnetrons tot slimme auto's: we worden overspoeld met technologieën die beloven ons leven makkelijker te maken. Ook in de energiewereld komen termen zoals slimme batterij en slim netwerk voorbij. Maar wat betekent de term smart grid nu eigenlijk in de praktijk? Is het simpelweg een trendy term of biedt het echte oplossingen voor actuele problemen zoals netcongestie en energiebeheer? In dit artikel vertel ik je alles over slimme batterijen en smart grids en vertel ik je hoe 'slim' we in de toekomst echt kunnen zijn.

Slimme batterij versus slim grid

Door netcongestie en netbeheerders die ‘nee’ moeten verkopen, zijn steeds meer bedrijven genoodzaakt zelf oplossingen te implementeren om de toenemende vraag naar of opwek van stroom op te vangen. De vlucht naar batterijen is in een jaar tijd bijna een vanzelfsprekendheid geworden.

Maar een batterij als hardware alleen volstaat niet. Het is noodzakelijk om te beschikken over aansturingssoftware om de batterij te vertellen wanneer te laden en wanneer te ontladen. En kies je dan voor een slimme batterij of een smart grid?

Wat verstaan we onder slim?

Tegenwoordig worden we overspoeld door slimme apparaten. Doorgaans betekent dit dat een apparaat handelingen kan verrichten die we voorheen gewend waren zelf te doen.

Helaas is er geen intelligentietest voor slimme apparaten. Siemens verkoopt een slimme magnetron, wat in de praktijk niet meer betekent dan dat je hem via je telefoon kunt bedienen.

Als er een IQ-test was voor dit apparaat, zou het niet boven de 5 uitkomen. Je kunt rustig je maaltijd cremeren op standje max zonder dat de magnetron in de gaten heeft dat je maaltijd de benodigde temperatuur al lang is gepasseerd.

Slimme laadpaal bleek een dom besluit

Een slimme laadpaal kan bijvoorbeeld meten hoeveel stroom er nog beschikbaar is en deze toekennen aan de laadpaal. Dit voorkomt dat je over je limiet heengaat.

Laatst was ik bij een ondernemer om te praten over smart grid. Zijn bedrijf had een dringend stroomtekort en was al een keer over zijn contractlimiet gegaan. Hij wilde graag laadpalen plaatsen voor zijn medewerkers die elektrisch zijn gaan rijden.

Ze hebben hem tien slimme laadpalen verkocht, maar zijn medewerkers klaagden dat hun auto’s niet geladen werden. Een goede analyse met onze software had hem de hoge verwachtingen van deze slimme laadpalen kunnen besparen.

Hoe slim is een slimme batterij?

Steeds meer leveranciers van hardware verkopen slimme software bij hun producten, zo ook batterijleveranciers. Ook hier is het goed opletten wat er precies wordt verstaan onder slim. Steeds vaker zien we dat batterijleveranciers een (onnodige) hoeveelheid overcapaciteit aanbieden. Als we dan kijken naar de slimme software die wordt aangeboden, blijkt dat deze software hetzelfde werkt als de slimme laadpaal.

Bij batterijen noemen we dit peak shaven en dat werkt als volgt: bij laagverbruik (vaak ’s nachts) wordt de batterij opgeladen en bij hoogverbruik (vaak overdag) wordt het tekort aan stroom aangevuld door de batterij, zodat de onderneming niet over zijn gecontracteerde vermogen gaat.

Als veiligheidsmarge wordt er vaak 30% extra batterijopslag aangeboden. Soms wordt optimalisatie voor het laden bij dynamische prijzen aangeboden. In dat geval zal de batterij proberen te laden als de prijzen gunstig zijn. Ook hier is slim niet altijd hetzelfde als intelligent.

Smart Grid uitgelegd

Meerdere middelen + meerdere strategieën = ongelofelijke complexiteit

Maar wat gebeurt er als je een slimme laadpaal en een slimme batterij in één netwerk combineert? Of als je elektriciteitsnetwerk toch wat complexer is, zoals warmtepompen, warmte-koel-installaties, warmtekrachtkoppelingen en een grootverbruik elektrisch productieproces, of… meerdere stakeholders in één netwerk, bijvoorbeeld meerdere ondernemers die een batterij willen delen in een Groepstransportovereenkomst (GTO). Of een energyHub?

Met slimme apparaten ga je het niet redden

Of het nu een slimme laadpaal of een slimme batterij is: slimme apparaten zijn niet de oplossing voor een energienetwerk met meerdere energieprocessen. Wat gebeurt er als er twee of meerdere slimme apparaten in een grid zijn aangesloten? Gaan ze elkaar versterken of juist in de weg zitten? Wie is slimmer en waarom? Houden de slimme apparaten rekening met elkaar?

Weet het ene slimme apparaat van het andere af, en zo ja, stemmen ze dan met elkaar af wie wat doet? Hoe dan? Welke apparaten hebben voorrang en waarom? Hoe borg je belangrijke bedrijfsprocessen? Hoe zorg je ervoor dat in veranderende stroomvraag of -aanbod de continuïteit gewaarborgd blijft, of de stroom optimaal verdeeld wordt onder alle middelen? Er zijn tientallen vraagstukken die een complexe strategie vereisen met twee of meerdere aanstuurbare energiemiddelen in een netwerk.

Load-shifting als tweede strategie om een netwerk te optimaliseren

Naast het bekende peak-shaven is het ook mogelijk om energiegebruikers te load-shiften. Met load-shiften bedoelen we letterlijk “het verplaatsen van energieverbruik over de tijd”. Afhankelijk van het apparaat kan dit zowel naar voren als naar achteren in de tijd: het opladen van een vrachtwagen kan niet eerder dan dat deze is aangesloten, maar je kunt het laden wel uitstellen. Een elektrische boiler kan al wel worden opgewarmd voordat de ingestelde minimale temperatuur is bereikt waarop deze anders zou inschakelen.

Loadshifting & peaks having

Peak-shaving versus load-shifting

Om te kunnen load-shiften binnen de grenzen van wat mogelijk is, is informatie nodig van het apparaat en zijn gebruiker, zodat de verplaatsing van energieverbruik als een tweede strategische optie (naast peak-shaving) bij optimalisatie van een energienetwerk kan worden ingezet.

Maar nu wordt het echt complex!

Er zijn tal van processen waarbij grote kostenbesparingen en emissiereducties kunnen worden gerealiseerd door load-shifting.

Als voorbeeld nemen we een warmtepomp. Zonder slimme aansturing zal de warmtepomp te pas en te onpas aangaan zodra de temperatuur van het buffervat onder een bepaalde temperatuur komt. De streeftemperatuur van het pand dat de warmtepomp moet verwarmen is 20 graden.

Door een marge aan te brengen in de streeftemperatuur van bijvoorbeeld +/- 1 graad ontstaat er heel snel een mogelijkheid tot enorme besparingen te behalen door strategisch de warmtepomp aan te sturen over de tijd.

Om dit goed te kunnen doen is geavanceerde machine learning met forecasting (voorspellen) een must. Nu dit voorbeeld is gegeven: welke apparaten bieden jou kansen om met smart-gridtechnologie kosten te besparen of netcongestie op te lossen? Koeling? Verwarming? Elektrische boilers? Ventilatie? Laadpalen?

Smart grid de enige échte oplossing

Laten we beginnen met de analogie waarin we een netwerk met meerdere apparaten vergelijken met een orkest. Twee ervaren muzikanten kunnen best in harmonie spelen, mits ze bewust zijn van elkaars bestaan en ze afspraken kunnen maken over wie wat doet.

Als je een orkest optimaal wilt laten presteren, heb je echter een dirigent nodig. In een stroomnetwerk is het nog een stuk complexer. Want terwijl een dirigent het orkest optimaal harmoniseert met bladmuziek die niet verandert, moet de dirigent van een slim grid ook kunnen anticiperen op veranderingen.

Zo kunnen vraag en/of aanbod plots veranderen en is er een compleet nieuwe strategie noodzakelijk voor het optimaliseren van de nieuwe werkelijkheid.

In een grid is het EMS (energiemanagementsysteem) de onafhankelijke dirigent.

Niet alleen reageren, maar ook anticiperen

De complexiteit om een grid optimaal aan te sturen neemt exponentieel toe naarmate er meer apparaten in een netwerk zitten.

Het wordt nog complexer als er meerdere stakeholders in het spel zijn met verschillende belangen. Het optimaliseren van een dynamische omgeving zoals een grid met meerdere apparaten, waarvan sommige kunnen ‘load-shiften’ en anderen kunnen ‘peak-shaven’ en dan ook nog geoptimaliseerd met dynamische tarieven, is echt schaken op topniveau.

Er zijn algoritmes voor nodig die snel kunnen rekenen, kunnen voorspellen en schaalbaar functioneren in dynamische omgevingen.

Een smart grid aansturen

Niet alle EMS (energiemanagementsysteem) oplossingen zijn geschikt voor de aansturing van een smart grid. Let op! ‘EMS’ is net zo’n containerbegrip als ‘slimme apparaten’.

Je moet dus goed weten wat het EMS wel en niet ondersteunt. Verdiep je in de mogelijke oplossingen of vraag advies bij een onafhankelijke leverancier van EMS. (Wil je een slim apparaat of een slim netwerk? Wil je vóór- of achter-de-meter optimalisatie?)

Wat is een smart grid EMS?

Onder een smart grid verstaan we: ‘een geoptimaliseerd energienetwerk van meerdere middelen dat wordt aangestuurd door een EMS (energiemanagementsysteem)’. Bij voorkeur worden de verschillende beschikbare optimalisatiestrategieën (load-shifting én peak-shaving) ingezet vanuit een grid-viewpoint.

Het energiemanagementsysteem dat dit ondersteunt noemen we een smart grid EMS. Als een smart grid meerdere stakeholders heeft, dan noemen we dit een energyhub.

Bij een energyHub is er meestal sprake van een energiecorporatie waarin afspraken worden vastgelegd over de kaders die het EMS moet gebruiken voor optimalisatie.

Voordelen van een smart grid EMS

  • Optimalisatie van het totale netwerk

  • Afstemming van slimme strategieën

  • Hoogst haalbare optimalisatie

  • Geschikt voor meerdere apparaten

  • Flinke besparingen op energiekosten

  • Besparing op aanschaf van hardware
  • Verhoogt de efficiëntie van bestaande infrastructuur

  • Reageert en anticipeert op elke verandering in het grid

  • Is doorgaans hardware-onafhankelijk

Tot slot

Met de inzichten uit dit artikel zou je nu een duidelijker beeld moeten hebben van wat een smart grid is en waarom het zo cruciaal is voor onze toekomst.

Maar woorden zeggen wellicht nog niet alles. Om echt te begrijpen hoe deze technologieën de spelregels veranderen, nodig ik je uit om zelf de kracht van smart grids te ervaren. Vraag een demo aan en zie met eigen ogen hoe ‘slim’ ons leven, ons energieverbruik en onze toekomst kunnen zijn.

Want één ding is zeker: de toekomst is slim, en jij kunt daar nu al onderdeel van zijn.

Demo aanvragen

Laat je gegevens achter en we nemen binnen 24 uur contact met je op om een afspraak te maken.

Lees ook:

  • HBE's

    18 april 2024

    Wat zijn HBE’s & hoe verdien je er geld mee?

  • Hernieuwbare energie

    9 april 2024

    6 hordes voor hernieuwbare energie (+ de oplossing)

  • Netcongestie

    3 april 2024

    Netcongestie: wat is het en hoe lossen we het op?