19-12-2013 16:18 | Door: Wouter Pustjens

Hoe zien de energienetten van de toekomst eruit? In deze serie wordt de potentie van innovatieve netwerkoplossingen onderzocht. Deze keer: smart grids in de praktijk.

Op een enkele stroomstoring na functioneert het huidige elektriciteitsnetwerk behoorlijk goed. Er is altijd elektriciteit beschikbaar wanneer je het nodig hebt. Achter die vanzelfsprekendheid schuilt vernuftige technologie. Op het stroomnet moeten vraag en aanbod altijd in evenwicht zijn. Als je thuis een lichtknopje aanzet, gaan alle energiecentrales in Nederland ietsje harder draaien. Het aanbod volgt de dynamische vraag.

Nu duurzame technologieën hun opmars maken wordt de situatie nog complexer. Niet alleen de vraag, maar ook het aanbod is opeens variabel. Als de zon plotseling niet meer schijnt of het minder hard waait, kunnen we niet zomaar een tv of koelkast aanzetten.

Voor dit probleem worden smart grids als de belangrijkste oplossing aangedragen. Dit zijn intelligente netwerken die op basis van datastromen zowel vraag als aanbod van elektriciteit kunnen meten en aansturen. Het slimme netwerk was vooralsnog een conceptuele oplossing. Maar hoe gaat dit in de praktijk eraan toe?

Het tweede deel van de serie Net van de Toekomst behandelt de tweejarige pilot Jouw Energie Moment (JEM), een project waarin huishoudens in Breda en in Zwolle aangesloten zijn op een slim energienetwerk. Het project is tot stand gekomen door een consortium van meerdere partijen in zowel Breda als Zwolle, maar het initiatief ligt bij netbeheerder Enexis. Een letterlijke kijk in de keuken van het Zwolse project.

Muziekwijk, Zwolle

De Muziekwijk in Zwolle is een wijk als alle andere. Het is een rustige woonwijk waarin koophuizen worden afgewisseld met studio’s, sociale woningbouw en appartementen. Het straatbeeld laat niet zien dat de wijk onderworpen is aan een smart grids-project, waaraan 180 huishoudens deelnemen.

Net als alle 180 woningen is het demohuis uitgerust met zonnepanelen, een slimme wasmachine, een energiecomputer en een displayJhon Hessels, Technisch Specialist Smart Grids

Op Schumannlaan 52 opent Jhon Hessels de deur. Als Technisch Specialist Smart grids is hij verantwoordelijk voor het technische onderhoud van het slimme netwerk in de wijk. Het huis aan de Schumannlaan is een demohuis, dat voor Enexis als thuisbasis en proeftuin dient. “Net als alle 180 woningen is dit demohuis uitgerust met zonnepanelen, een slimme wasmachine, een energiecomputer en een display,” zegt Hessels.

Energiedisplay

Hessels zet de waterkoker aan om thee te zetten. Het energieverbruik schiet omhoog van 388 watt naar 2,4 kilowatt, zo is op het display, een soort tablet aan de muur, af te lezen. De zonnepanelen produceren slechts 16 watt op deze bewolkte decemberdag, dus de resterende 2384 watt moet van het net komen. Wanneer de zon zich even laat zien, genereren de zonnepanelen opeens 118 watt.

Het display geeft inzicht in je eigen elektriciteitsverbruik, productie uit zonnepanelen en de tarieven van de hele dag (zie kader). Dat is niet alles. “Ook kun je vanaf het display aan de wasmachine aangeven wanneer de was uiterlijk klaar moet zijn,” licht Hessels toe.

De energiecomputer, een apparaatje in de meterkast, stuurt de gegevens van het wasprogramma door naar het Centraal Energie Management Systeem (CEMS), de centrale op wijkniveau. CEMS vergelijkt het wasprogramma met die van de andere huizen. Het systeem berekent het ideale wasmoment afhankelijk van wanneer de elektriciteit het goedkoopst is of de zon het felst schijnt.

Prijzen en profielen

De JEM-deelnemers betalen niet een gebruikelijk vast stroomtarief, maar ze worden onderworpen aan een dynamisch tarief, waarbij de prijs van elektriciteit elke twee uur verandert. Op het display is te zien dat de prijs overdag laag is, maar tussen 17:00 en 21:00 opeens verdubbelt. Tijdens deze spitsuren moeten de energiecentrales immers harder gaan werken.

Met deze tarieven krijgen de deelnemers prijsprikkels, waardoor ze hun elektriciteitsverbruik afstellen op de meest gunstige tijdstippen. Afhankelijk van individuele motivaties kunnen JEM-deelnemers kiezen tussen twee profielen. In het duurzaam profiel wordt de optimale wastijd geselecteerd aan de hand van de energieproductie van de zonnecellen.

In het financiële profiel wordt de wasmachine geprogrammeerd op basis van de meest gunstige elektriciteitsprijs. Het financiële profiel wordt duidelijk vaker gekozen. “We zien dat geld bij de bewoners echt de belangrijkste motivatie is,” zegt Elke Klaassen, als PhD-studente verbonden aan Enexis en de Technische Universiteit Eindhoven, ook een van de partners in het project.

De discussie over smart grids is vaak een technische discussie waarbij men de consument wel eens vergeet Elke Klaassen, PhD-studente

Tevredenheid onder klanten

De pilot kan nu al een succes worden genoemd op basis van de hoge klanttevredenheid. Klaassen noemt de grote hoeveelheid tijd die besteed wordt aan de klantenservice als doorslaggevende factor. “De discussie over smart grids is vaak een technische discussie waarbij men de consument wel eens vergeet.”

“De introductie van dit systeem werkt net zoals bij de komst van de mobiele telefoon. Als je aan mensen vraagt of ze een slimme meter in huis willen, dan zien ze het nut er niet van in. Nu zit het systeem in hun dagelijkse leven en zijn ze er erg tevreden mee. Dat komt ook doordat de display handige extra functies heeft, zoals de actuele weersvoorspelling,” aldus Klaassen.

Uit de afgenomen enquêtes blijkt dat deelnemers inbreuk op privacy nauwelijks als een probleem zien. “Mensen zien immers de meerwaarde van het systeem door die display en zien wat het systeem allemaal kan doen.”

Een andere belangrijke conclusie volgens Klaassen is het geven van inzicht op het elektriciteitsgebruik. Verrassend is dat slechts 20 procent van de wasbeurten geprogrammeerd wordt. Bewoners bekijken de elektriciteitsprijs op het display en zetten de wasmachine aan wanneer het tarief gunstig is. Dit doen ze ook voor de vaatwasser en de droger. Dat maakt het systeem niet minder effectief: het gebruik van de wasmachine is duidelijk verplaatst naar de momenten waarop de zon schijnt (zie kader).

Complexiteit

Het is echter niet eenvoudig om het systeem op wijkniveau draaiende te houden. Een slim regelsysteem voor één huis is in essentie niet moeilijk. De complexiteit ontstaat wanneer 180 huizen op hetzelfde moment willen wassen en ook nog eens de zon achter de wolken verdwijnt. Vraag en aanbod variëren tegelijkertijd. Het smart grid wacht vervolgens de moeilijke taak om alle wasprogramma’s zo goed mogelijk in te delen.

“Er komt immers veel data en software bij kijken. Elk kwartier worden waarden van de inkomende en uitgaande energie- en datastromen verzameld van elke woning,” zegt Klaassen. Het centrale besturingssysteem moet de wasprogramma’s zodanig indelen dat het piekbelasting voorkomt.

Toch denkt Enexis – om het geheel nog eens complexer te maken – aan uitbreiding van het systeem. Binnenkort kunnen de bewoners van de Zwolse Muziekwijk hun energiebehoefte inzien met een smartphone-app. In de Bredase pilot, waarbij sommige huizen voorzien zijn van warmtepompen, zullen deze ook geprogrammeerd kunnen worden vanaf het display.

Een andere afdeling van Enexis werkt aan Smart Charging voor elektrische auto’s, een communicatiesysteem in de auto dat inspeelt op de laadbehoefte. Deze belangrijke stappen leiden uiteindelijk naar een grootschalig en verbonden netwerk, waarin gebruikers meer vrijheid krijgen om actief hun energierekening te bepalen.

Dit artikel is onderdeel van de serie Net van de Toekomst. Vorige week kwam het onderwerp Thermal Smart Grids aan bod, een project van Westland Infra over Warmtenetten in de glastuinbouw.

Foto’s: Enexis & Ell Brown via Flickr