Zakelijke batterij en netcongestie: wat kan wel en wat niet?

Stel dat een bedrijf maximaal 200 kW van het elektriciteitsnet kan afnemen. Het normale bedrijfsverbruik past binnen die grens, maar tijdens een bepaald proces is gedurende korte tijd 250 kW nodig.

Wanneer de batterij op dat moment 50 kW levert, ontstaat achter de aansluiting:

200 kW vanuit het net + 50 kW vanuit de batterij = 250 kW beschikbaar voor het bedrijf.

De afname van het openbare net blijft daarmee op 200 kW. De extra 50 kW komt uit energie die eerder in de batterij is opgeslagen.

Dat principe werkt alleen wanneer het hele systeem erop is ontworpen. De batterij moet voldoende vermogen kunnen leveren, er moet genoeg energie opgeslagen zijn en de elektrische installatie moet de vermogensstromen aankunnen. Tegelijk moet de regeling voorkomen dat de netafname alsnog boven de afgesproken grens komt.

Batterijopslag is daarom vooral interessant wanneer het tekort duidelijk in de tijd begrensd is. Denk aan een productiepiek van twintig minuten, voertuigen die aan het einde van de werkdag tegelijk laden of een elektrisch proces dat enkele keren per dag tijdelijk extra vermogen vraagt. Buiten die piekmomenten kan de batterij opnieuw worden geladen.

Bij een structureel tekort ligt dat anders. Als een bedrijf bijvoorbeeld 24 uur per dag 300 kW nodig heeft terwijl vanuit het net slechts 200 kW beschikbaar is, zou een batterij continu 100 kW moeten bijleveren. Zodra de batterij leeg raakt, moet diezelfde energie echter opnieuw worden geladen. Zonder voldoende laadmomenten is batterijopslag dan geen structurele oplossing.

In zo'n situatie kunnen processturing, slim laden, andere transportafspraken, uitbreiding van de aansluiting of een combinatie daarvan logischer zijn.

Een illustratief voorbeeld laat het verschil zien. Een extra vermogensvraag van 60 kW gedurende twintig minuten per dag kan technisch veel geschikter zijn voor batterijopslag dan een tekort van 60 kW dat iedere werkdag acht uur aanhoudt. Dat betekent niet automatisch dat de eerste situatie financieel interessant is; ook laadmogelijkheden, investeringskosten, het bedrijfsproces en andere toepassingen van de batterij spelen mee.

Daarvoor moeten zowel vermogen in kW als energie in kWh worden bekeken.

Stel dat een bedrijf 80 kW tekortkomt. Duurt dat tekort vijftien minuten, dan is theoretisch:

80 kW × 0,25 uur = 20 kWh

nodig.

Duurt exact hetzelfde vermogentekort twee uur, dan wordt dat:

80 kW × 2 uur = 160 kWh.

Het tekort bedraagt in beide situaties 80 kW, maar de benodigde hoeveelheid energie verschilt sterk. Een hoge, korte piek vraagt dus vooral veel vermogen, terwijl een langdurig tekort vooral veel opslagcapaciteit vraagt.

Dit is nog geen volledige batterijberekening. In een werkelijk ontwerp moet ook rekening worden gehouden met systeemverliezen, operationele reserves, laadmogelijkheden en andere functies van de batterij. Daarnaast is belangrijk of de batterij vóór een volgende piek opnieuw voldoende kan laden.

Daarom zegt alleen het jaarlijkse energieverbruik weinig over de juiste batterijgrootte. Twee bedrijven met exact hetzelfde jaarverbruik kunnen totaal verschillende vermogensprofielen hebben en daardoor een heel andere combinatie van batterijvermogen en opslagcapaciteit nodig hebben.

Daarmee weten we beter hoeveel vermogen en energie technisch nodig zijn. Vervolgens moet worden bepaald of die capaciteit op het juiste moment daadwerkelijk beschikbaar blijft. Daar komt het EMS in beeld.

Het EMS bewaakt de beschikbare capaciteit

Een batterij die op het verkeerde moment laadt, kan de belasting van de aansluiting juist verhogen.

Stel dat een bedrijf dicht tegen zijn maximale netafname zit en de batterij vanwege een lage elektriciteitsprijs tegelijkertijd op hoog vermogen begint te laden. De batterij vergroot het oorspronkelijke probleem dan tijdelijk in plaats van het te verminderen.

Een goed EMS bewaakt daarom de actuele afname en teruglevering, de batterijstatus en de ingestelde vermogensgrenzen. Het kan daarnaast rekening houden met productie, zonnepanelen, laadinfra en verwachte belasting, zodat voldoende batterijcapaciteit beschikbaar blijft voor momenten waarop het bedrijf die echt nodig heeft.

Dat betekent ook dat verschillende doelen tegen elkaar moeten worden afgewogen. Een batterij die later op de dag nodig is om een productiepiek op te vangen, kan niet vlak daarvoor volledig worden ontladen voor bijvoorbeeld energiehandel. De beschikbare batterijcapaciteit moet daarom bewust worden verdeeld over de verschillende bedrijfsdoelen.

Batterij, slimme sturing of een zwaardere aansluiting?

Een batterij kan er in sommige situaties voor zorgen dat een verzwaring van de aansluiting kan worden uitgesteld, of dat groei binnen de bestaande transportcapaciteit mogelijk blijft. Dat moet altijd worden vergeleken met realistische alternatieven.

Misschien kan een deel van het probleem al worden opgelost door laadmomenten te spreiden, machines niet gelijktijdig te starten of een productieproces anders te plannen. Soms kan slimme energiesturing zonder grote batterij al voldoende effect hebben. In andere situaties blijft uitbreiding van de aansluiting uiteindelijk de meest logische structurele oplossing.

Ook een combinatie is mogelijk. Een EMS kan bijvoorbeeld eerst flexibele verbruikers sturen, waarna de batterij alleen het resterende vermogentekort opvangt. Daardoor kan minder batterijvermogen of opslagcapaciteit nodig zijn dan wanneer ieder probleem uitsluitend met een batterij wordt opgelost.

De batterij moet daarom aantoonbaar waarde toevoegen ten opzichte van de andere mogelijkheden. De beste oplossing is niet automatisch de grootste batterij.

Een goede beoordeling begint niet bij een batterijmodel, maar bij het energieprofiel van het bedrijf. Bij voorkeur analyseren we een representatieve periode van ongeveer twaalf maanden.

Daarbij zijn vooral relevant:

• kwartierdata van afname en teruglevering;
• beschikbare transportcapaciteit en ingestelde grenzen;
• hoogte, duur en frequentie van vermogenspieken;
• zonnepanelen en andere eigen opwek;
• laadinfra;
• geplande elektrificatie en toekomstige groei.

Recente veranderingen kunnen daarbij belangrijker zijn dan oudere meetdata. Heeft een bedrijf onlangs een nieuwe productielijn geplaatst of staat binnenkort een elektrisch wagenpark gepland, dan moet dat toekomstige profiel expliciet in de analyse worden meegenomen.

Uiteindelijk willen we vier vragen beantwoorden: hoeveel vermogen ontbreekt, hoelang duurt dat tekort, hoe vaak komt het voor en wanneer kan de batterij opnieuw worden geladen?

Pas daarna kan verantwoord worden bepaald welk batterijvermogen en welke opslagcapaciteit nodig zijn en welke rol slimme aansturing daarin moet krijgen.