Power Lab onderzoekt invloed thuisbatterijen en zonnepanelen op stroomkwaliteit

Nederland heeft het betrouwbaarste elektriciteitsnet ter wereld, maar dat staat onder druk. Niet alleen door netcongestie, het probleem dat ontstaat wanneer het net meer stroom aangeboden krijgt dan het aankan, maar ook doordat de stroomkwaliteit – de stabiliteit en zuiverheid van de elektrische stroom – steeds vaker niet stabiel is zoals blijkt uit meetrapporten van netbeheerders.

Kans op stroomuitval
‘Als we de power quality niet verbeteren, wordt de kans op stroomuitval alleen maar groter’, aldus Jan Geurts van Kessel, onderzoeker bij het lectoraat Balanced Energy Systems van HAN University of Applied Sciences (HAN). Een stroomstoring zoals die in april 2025 in Portugal en Spanje plaatsvond, is het scenario dat hij wil voorkomen. Zijn onderzoeksproject draagt de naam ‘Netbewust Normeren’ en maakt deel uit van een Professional Doctorate (PD-)traject, een praktijkgerichte vorm van gepromoveerd onderzoek waarbij hij als een van de eerste kandidaten in het domein energie en circulariteit aan de HAN actief is.

Testen in Arnhem
In het nieuwe Power Lab in Arnhem bootsen Geurts van Kessel en zijn collega’s van kenniscentrum ElaadNL de situatie op het laagspanningsnet na. Geurts van Kessel: ‘Naast de energie van elektriciteitscentrales, komt er stroom op ons net van bijvoorbeeld zonnepanelen. Wanneer je met jouw zonnepanelen stroom teruglevert, beïnvloedt dat de stroomkwaliteit en dat kan problemen veroorzaken. Apparatuur gaat eerder stuk en in het ergste geval ontstaat er dus een stroomstoring. We testen met verschillende omvormers, thuisbatterijen en warmtepompen wat er precies gebeurt op het stroomnet.’

Arjan Wargers, manager Innovatie van ElaadNL, benadrukt de meerwaarde van de samenwerking. ‘Het praktijkgericht onderzoek dat Geurts van Kessel doet en de kennis die hij meebrengt is van enorme meerwaarde. Die pragmatische inslag gecombineerd met de onderliggende theoretische en praktische kennis, maakt dit onderzoek tot een goede match.’

Omvormers als kern
Centrale apparaten in het onderzoek zijn omvormers die de gelijkstroom van zonnepanelen of thuisbatterijen omzetten naar de wisselstroom die het elektriciteitsnet gebruikt, en andersom. Wanneer dat conversieproces niet correct verloopt, kan dit warmteontwikkeling veroorzaken en voor storingen in andere apparaten zorgen. ‘Wat we nog niet goed weten, is hoe al die verstoringen bij elkaar optellen. En waar het naartoe gaat of waar het vandaan komt: we moeten eerst te weten komen welk apparaat welk type verstoring veroorzaakt. Daarvoor is meer onderzoek nodig’, duidt Wargers. ‘Wanneer we dat duidelijk hebben, dan kunnen we maatregelen nemen.’

Het probleem is volgens Geurts van Kessel nu al urgent, terwijl het aandeel thuisbatterijen, warmtepompen en elektrische voertuigen nog relatief klein is. ‘Dat gaat in de komende jaren veranderen en de vraag naar energie neemt daarmee verder toe. Neem bijvoorbeeld warmtepompen. Die draaien in de winter uren en uren en zonnepanelen wekken in de zomer een enorm vermogen op. Die apparatuur testen we, omdat daar in een aantal gevallen nog geen normen voor zijn.’

Piekbelasting aanpakken
Naast stroomkwaliteit richt het onderzoek zich op piekbelasting: het fenomeen dat op drukke momenten, zoals ‘s avonds wanneer mensen thuiskomen en tegelijk hun auto opladen, koken en de warmtepomp laten draaien, de vraag naar stroom sterk oploopt. ‘Hoe kunnen we de warmtepomp eerder aanzetten en de auto juist in de nacht opladen?’, vraagt Wargers zich hardop af. Die spreiding is mogelijk via de omvormers, die met complexe elektronica de aansturing van apparaten regelen.

De onderzoekers hebben ook laten zien dat activiteit op het laagspanningsnet doorwerkt op hogere niveaus. ‘We hebben aangetoond dat wat wij met ruim 8 miljoen huishoudens in Nederland op het laagspanningsnet doen zichtbaar is op het midden- en zelfs het hoogspanningsnet’, vertelt Geurts van Kessel.

Politieke agenda
Beide onderzoekers pleiten ervoor dat stroomkwaliteit naast netcongestie een vaste plek op de politieke agenda krijgt. ‘De stroomkwaliteit ligt in het verlengde van de netcapaciteit. Het heeft allemaal met elkaar te maken’, vult Wargers aan. Fabrikanten moeten bovendien aanvullende normen opstellen voor apparaten waarvan het productieproces verandert, zodat die apparaten aan de geldende regels blijven voldoen.

‘Fabrikanten van apparatuur en netbeheerders moeten integraal naar de kwaliteit van het elektriciteitsnet kijken. Niet alleen focussen op het spanningsniveau, maar aanpassingen doorvoeren die bijdragen aan een betere kwaliteit van de elektriciteit. Zodat de levensduur van het net langer wordt en we daarmee voorkomen dat de stroom uitvalt’, besluit Geurts van Kessel.