Nieuw onderzoek: bestaande omvormers kunnen spanningsproblemen stroomnet oplossen

Dat blijkt uit een nieuw onderzoeksrapport van Zonnemeester dat opgesteld is in opdracht van het ministerie van Klimaat en Groene Groei. Het onderzoek heeft in kaart gebracht wat de technische mogelijkheden van vermogenssturing zijn van nieuwe en reeds geïnstalleerde omvormers. 

Het probleem
De snelle groei van zonnestroom zet het Nederlandse elektriciteitsnet steeds verder onder druk. Op zonnige dagen wekken veel huishoudens tegelijk stroom op, waardoor de spanning op het laagspanningsnet te hoog oploopt.

Zodra de netspanning boven de toegestane grens van 253 volt stijgt, schakelt de omvormer van een zonnepaneelinstallatie zichzelf ter beveiliging uit. Naar schatting heeft 1 op de 20 zonnepaneelbezitters hier last van. Een nieuwe studie, uitgevoerd als technische input voor het normeringstraject voor slimme zonnepaneelomvormers dat onlangs van start ging, brengt in kaart wat de huidige generatie omvormers technisch al aankan.

Wat al kan
De belangrijkste conclusie van het rapport is dat het overgrote deel van de geïnstalleerde omvormers al geschikt is voor vermogenssturing – het geleidelijk verlagen van het geleverde vermogen bij oplopende netspanning, zodat de spanning minder hard stijgt en meer omvormers langer kunnen blijven leveren.

Concreet gaat het om 70 tot 90 procent van de omvormers die na 2018 in Nederland zijn geplaatst, waarbij voor 2018 relatief weinig zonnestroomsystemen zijn geïnstalleerd. Fysieke aanpassingen zijn daarvoor niet nodig.

Ingesteld of geactiveerd
Het probleem: bij vrijwel geen enkele omvormer is volgens de onderzoekers vermogenssturing op dit moment ook daadwerkelijk ingesteld of geactiveerd. De meest beschikbare stuurfuncties regelen het vermogen als een percentage of als een vaste waarde, en spanningsafhankelijke actief-vermogenssturing — in vakjargon aangeduid als P(U), waarbij P staat voor vermogen en U voor spanning.

De informatie over deze mogelijkheden is volgens de onderzoekers lang niet altijd te vinden in openbare installatiehandleidingen; detailgegevens leverden de fabrikanten pas op verzoek aan.

4 routes
Het rapport onderscheidt 4 technische routes om vermogenssturing te activeren, gebaseerd op 2 vormen van toegang – lokaal of op afstand – en 2 sturingsprincipes – actief of passief. De routes sluiten elkaar niet uit en zijn beoordeeld op impact, haalbaarheid en schaalbaarheid. Route 1 betreft actieve sturing via een lokale verbinding met de omvormer. Route 4 betreft een eenmalige landelijke update op afstand door de fabrikant, waarbij het uitgangsvermogen van de omvormer afhankelijk wordt gemaakt van de lokale netspanning.

Beste opties
Route 4 leent zich het best voor actie op korte termijn: een eenmalige centrale software-update van alle verbonden omvormers is technisch relatief eenvoudig uitvoerbaar. Wel is de route alleen toepasbaar voor omvormers die door fabrikanten op afstand bereikbaar zijn, naar schatting 65 tot 80 procent van het totaal, en vraagt medewerking van die fabrikanten.

Bovendien spelen juridische vragen een rol, omdat het een niet-vrijwillige ingreep in bestaande apparatuur betreft. Ook bestaat het risico dat meerdere passief sturende omvormers in hetzelfde netgebied op elkaar gaan reageren – zogenaamd pendelgedrag – wat tot instabiliteit kan leiden. Route 1 is volgens de onderzoekers daarom de voorkeursrichting voor de langere termijn: continue actieve sturing via een lokale verbinding is het meest nauwkeurig en houdt ook rekening met andere zwaar stroomverbruikende apparaten achter de meter, zoals laadpalen, warmtepompen en thuisbatterijen. Deelname blijft voor consumenten vrijwillig.

Aanbevelingen
Het rapport beveelt onder meer aan om regionale data over omvormermerken en -typen uit Energieleveren.nl – de nationale database voor zonnestroom – beter toegankelijk te maken voor ketenpartijen, zodat zij gerichte maatregelen kunnen nemen per netgebied. Verder pleit het rapport voor een integrale aanpak van de ‘big four’ achter de meter: de zonnepaneelomvormer, de thuisbatterij, de laadpaal voor elektrisch rijden en de warmtepomp.

Alleen als de sturing van al deze apparaten op elkaar aansluit, ontstaat een effectieve aanpak van spanningsopdrijving en netcongestie. Tot slot wijst het rapport op bestaande aanpakken in Duitsland en Australië, en pleit het voor afstemming van standaarden voor vermogenssturing in Europees verband.