nieuws

HoogDalem: proeftuin voor stroomopslag en beheer

Geen categorie

HoogDalem: proeftuin voor stroomopslag en beheer

De stroomvoorziening van warmtepompen zorgt voor uitdagingen. Veel kleine of enkele grote elektrische warmtepompen vragen zoveel vermogen dat ze een zware belasting van het netwerk veroorzaken. Wie zijn warmtepomp buiten dat netwerk om wil voeden vanuit eigen pv-panelen, loopt tegen technische problemen aan en krijgt te maken met de ongelijktijdigheid tussen opwekking en gebruik van energie. De Gorinchemse wijk Hoog Dalem wordt al enkele jaren als proeftuin gebruikt voor onderzoek mogelijke oplossingen.

Door een nieuwbouwwijk ‘all electric’ te realiseren en de woningen te voorzien van warmtepompen, hoeft er geen infrastructuur voor aardgas te worden aangelegd, maar het vergt wel veel extra distributiestations en ondergrondse bekabeling voor elektriciteit.
Een projectontwikkelaar bracht in 2008 energiebedrijf Stedin aan het schrikken met een bouwplan. Het ging om 1400 vrijstaande woningen die geen gasaansluiting zouden krijgen, enkel een elektriciteitsvoorziening voor een warmtepomp met elektrische bijverwarming, gezamenlijk goed voor 10 kW per woning. Voor deze wijk, Hoogdalem bij Gorinchem, betekende dit dat Stedin geen 4 maar 22 distributiestations moest bouwen, plus de kosten van een extra tracé en zwaardere kabels in de grond. Stedin vroeg ECN (Energiecentrum Nederland) destijds of er een technische mogelijkheid is deze lasten te beperken.

> Wilt u meer actuele informatie over dit onderwerp, kom dan op 7 juni naar het Nederlands Warmtepomp Congres in Veenendaal.

Kosten

Een warmtepomp plus weerstandsverwarming vergt veel extra trafo’s, kabels en tracé’s. Energiebedrijven hebben een leveringsplicht. Dat betekent dat ze altijd genoeg stroom moeten kunnen leveren aan hun klanten. Dus ook in geval van een zogeheten blackstart na een fikse stroomstoring. Olaf van Pruissen, destijds werkzaam voor ECN Efficiency & Infrastructure (tegenwoordig in dienst van TNO, dat deze onderzoekstak heeft overgenomen): “Een blackstart na zo’n langdurige storing is de nachtmerrie van elk stroombedrijf. Bij alle bewoners in een wijk als Hoogdalem slaat de warmtepomp (2,2 kW) aan en schakelt de elektrische verwarming in (6 kW) om het afgekoelde huis weer op te warmen. Een normaal uitgevoerd distributiestation plus bekabeling zou dit niet trekken; de transformator zou smelten en/of de grondkabels gaan kapot. Natuurlijk, de beveiliging grijpt in en voorkomt schade, maar wel ten koste van het comfort van de afnemers. Want alle woningen zijn dan (wederom) donker en koud.” Dat scenario is onbestaanbaar. Daarom legt het energiebedrijf extra kabels en transformatorhuisjes aan om aan de uitzonderlijke piekvraag te kunnen voldoen. Dat kost veel geld, te betalen door alle stroomafnemers van het netbedrijf.

PowerMatcher

Om problemen zoals zojuist geschetst te voorkomen, heeft ECN PowerMatcher ontwikkeld; een systeem waarmee de invulling van de energievraag slim wordt afgestemd op de beschikbare capaciteit, zodat bij piekvragen de infrastructuur minder wordt belast. “Voor dit specifieke project in Gorinchem ging het om een bedrag van circa 1,5 miljoen euro”, aldus Van Pruissen. “Wij konden Stedin in een simulatie met 100 woningen laten zien dat met PowerMatcher-technologie de bewoners in Gorinchem nauwelijks comfortverlies lijden, terwijl de impact op de standaard elektrische infrastructuur flink beperkt blijft.” In het kader van het Smart Proofs-project, mede gefinancierd door Agentschap NL (het huidige RVO), kon ECN het gebouwmodel van de woningen in Hoogdalem verwerken in een simulatie. PowerMatcher zorgt in dit geval voor een intelligente afstemming van de stroomvraag op de beschikbare netwerkcapaciteit. “Daarmee is veel meer te bereiken dan je zou verwachten”, aldus Van Pruissen. “Als je toestaat dat de woningen niet in bijvoorbeeld één uur maar in anderhalf uur mogen opwarmen na een stroomstoring, kun je 60 procent van de capaciteit van je distributienet probleemloos schrappen. En als je accepteert dat de kamertemperatuur in eerste instantie 19 in plaats van 20 °C is, mag je zelfs 70 procent schrappen.”

Couperus

De uitvoering van het plan in Gorinchem had dus in 2010 moeten beginnen, maar is in de koelkast verdwenen vanwege de financiële crisis. Toch was de Smart Proofs-simulatie voor Stedin niet voor niets. Nog in datzelfde jaar benaderde Stedin ECN om PowerMatcher-technologie toe te passen bij Couperus in de Haagse wijk Ypenburg, een smart grid-project waar ook Eneco, Itho Daalderop en woningcorporatie Vestia in participeerden. Die pilot is daadwerkelijk opgestart en begin 2013 werden 300 woningen met warmtepomp opgeleverd, aangesloten op de grid. In een van de komende edities van vakblad Warmtepompen wijden we hier verder over uit in een artikel.

‘Peak shaving’

Dat PowerMatcher voor HoogDalem in de koelkast terecht is gekomen, betekent ondertussen niet dat het hier nu om een ‘standaard’ milieuvriendelijke wijk gaat. HoogDalem is nog altijd een proeftuin waarin wordt onderzocht hoe met innovatieve mogelijkheden netwerkproblemen kunnen worden voorkomen. ECN – of TNO, dat het smart city-onderzoek van ECN heeft overgenomen – is weliswaar niet meer bij de Gorinchemse woonwijk betrokken, maar afgelopen jaar is er toch gestart met de ontwikkeling van een slim energiesysteem. Stedin, technologiebedrijf ABB, KPN en Heijmans zijn in juni 2014 gestart met de voorbereiding van het door de rijksoverheid gesubsidieerde Energieproject Hoog Dalem. Heijmans heeft de nieuwbouwwijk gebouwd, KPN ontwikkelt de app die klanten gebruiken voor inzicht en plannen van het energieverbruik, ABB heeft energieopslagsystemen en monitorinstrumenten geleverd
en Netbeheerder Stedin onderzoekt de kosten en baten van energieopslag en wil piekbelastingen terugbrengen door het optimaal afstemmen van vraag en aanbod.

Energieopslag

Als onderdeel van het proefproject, dat enkele tientallen woningen telt, zijn op wijk- en woningniveau voorzieningen aangebracht om de werking van nieuwe energietoepassingen in een slim energiesysteem te onderzoeken, zoals ‘Peak Shaving’. Dat is het opvangen van verschillen tussen (pieken in de) vraag- en aanbod in energie. In een aantal woningen is een accusysteem geplaatst om energie te sturen en maximaal te benutten. Daarnaast worden in-homesystemen en domotica in woningen aangebracht om analyses te kunnen maken over de herkomst en het verloop van het energiegebruik. Ook wordt de software-interface USEF voor smart grids uitgerold. Het project vormt daarmee een belangrijke stap vooruit in het streven naar een ‘all electric district’ – een volledig elektrische woonwijk met een volledig elektrische energievraag en sturing. Zo vragen bijvoorbeeld het opladen van elektrische voertuigen en ruimteverwarming via elektrische warmtepompen flexibiliteit, om daarmee piekbelasting op het energienetwerk te verlagen. PeakShaving en het USEF-protocol spelen een grote rol in het faciliteren van deze flexibiliteit.
Marko Kruithof, manager Duurzaamheid en Vernieuwing Stedin: “Nederland staat aan de vooravond van een energierevolutie waarbij een innovatief en betrouwbaar netwerk onmisbaar is. Als duurzame netbeheerder hebben we de ambitie om het veranderende energielandschap mede vorm te geven en onze elektriciteitsnetten ook geschikt te maken voor transport in de toekomst. Energieopslag is één van de innovaties die ons helpt bij deze uitdaging.’’
Enkele weken geleden vond de officiële aftrap van Energieproject Hoog Dalem plaats.

Tekst: Bas Roestenberg

Wilt u meer actuele informatie over dit onderwerp?  Kom dan op 7 juni naar het Nederlands Warmtepomp Congres in Veenendaal.

Reageer op dit artikel