Zonnepanelen geen netcongestie-probleem: ze schakelen zichzélf immers uit

Dirk van der Woude

Steeds meer VvE's, ook in Amsterdam hebben of denken over zonnepanelen op hun daken. Was dat tot voor kort weliswaar procedureel een crime, inhoudelijk was het een no-brainer: forse besparing voor je portemonnee én je verduurzaamt. Anno 2024 is dat wel anders, de negatieve verhalen over de fiscale- en netwerkoverlast door zonnepanelen buitelen over elkaar heen. Over de vermeende overlast van zonnepanelen voor het elektriciteitsnetwerk ging het recent in de grootste krant van het land.

De artikelen van Telegraaf's Theo Besteman over de aanpak van de energietransitie lees ik altijd aandachtig. Goed geschreven, veel informatie en ze geven inzicht in de diversiteit aan visies hoe het verder moet. Zo ook het artikel van 17-2-2024 over de al dan niet wenselijke opkomst van de thuisbatterij. Volgens sommigen 'de' oplossing van het vraagstuk van de vermeende negatieve invloed van zonnepanelen op de (in Nederland) alom heersende Netcongestie. De 14 panelen boven mijn eigen hoofd waren evenveel extra redenen dit keer nog beter te lezen.

Aan de krant is verteld: ''Voorlopig kan het stroomnet eruit knallen en hele wijken plat leggen. Op afstand schakelen netbeheerders op die pieken alle omvormers bij bewoners uit.' '. Interessante notie - maar volstrekte nonsens. Dat uitzetten doen die zonnepaneel-omvormers namelijk zélf. Ze zijn zorgvuldig geprogrammeerd om permanent frequentie en voltage van het netwerk waaraan ze leveren te meten. Te hoog? Dan schakelen ze zichzelf uit. Ofwel zonnepanelen kúnnen niet bijdragen aan netcongestie.

Dat is allemaal goed geregeld in wet- en regelgeving, de stabiliteit van het netwerk gaat (terecht) vóór de transportplicht van de netbeheerder. Dat hadden ik en al die andere paneel-eigenaren al lang kunnen weten: levering kan alleen zolang het netwerk stabiel blijft. Zo niet dan stopt de levering automatisch totdat het net weer opnamecapaciteit heeft. Dat is allemaal goed en volautomatisch geregeld, niets aan veranderen. En dat verhaal over op afstand uitzetten kan het ronde archief in.

AI to the rescue

Desgevraagd was Chatgpt4 zo vriendelijk om goed uit te leggen hoe zonnepanelen niet bijdragen aan netcongestie:

Kan je simpel uitleggen hoe de omvormers van zonnepanelen automatisch stoppen als de netfrequentie te hoog wordt?

Zeker, ik zal het simpel uitleggen. Omvormers van zonnepanelen zijn slimme apparaten die de gelijkstroom (DC) van zonnepanelen omzetten in wisselstroom (AC) die compatibel is met het elektriciteitsnet en de apparaten in huizen. Een belangrijke functie van deze omvormers is het bewaken van de frequentie van het elektriciteitsnet.Het elektriciteitsnet in veel landen heeft een standaardfrequentie, zoals 50 Hz in Europa. Deze frequentie kan variëren als gevolg van de balans tussen vraag en aanbod van elektriciteit. Als er te veel elektriciteit wordt geproduceerd ten opzichte van de vraag, kan de netfrequentie boven de standaardfrequentie stijgen. Omgekeerd, als er meer vraag is dan aanbod, kan de frequentie dalen.

Omvormers van zonnepanelen zijn geprogrammeerd om deze frequentie nauwlettend te volgen. Ze hebben een beveiligingsfunctie die ervoor zorgt dat ze automatisch uitschakelen als de frequentie van het net te ver afwijkt van de standaardwaarde. Als de netfrequentie bijvoorbeeld te hoog wordt, wat kan duiden op een overschot aan elektriciteit en potentieel een onstabiel net, detecteert de omvormer dit en stopt hij tijdelijk met het leveren van elektriciteit aan het net. Dit mechanisme helpt de stabiliteit van het elektriciteitsnet te behouden door te voorkomen dat het overschot aan elektriciteit het net nog verder destabiliseert. Deze functie is een vorm van netbescherming en zorgt ervoor dat zonne-energiesystemen veilig samenwerken met het elektriciteitsnet, ter bescherming van zowel het net als de zonne-energie-installatie.

Kun je me in simpele woorden uitleggen wat de relatie is tussen het toenemen van de netfrequentie en het toenemen van het voltage op het netwerk als er in een wijk teveel stroom wordt geleverd door zonnepanelen?

Natuurlijk! Laten we het simpel houden. Stel je het elektriciteitsnet voor als een systeem van waterleidingen. De netfrequentie (hoe vaak de stroomrichting per seconde wisselt) is vergelijkbaar met hoe snel het water door de leidingen stroomt, en het voltage kun je zien als de waterdruk in de leidingen.Als in een wijk heel veel zonnepanelen op een zonnige dag elektriciteit produceren en er meer stroom wordt geleverd dan er wordt gebruikt, ontstaat er een soort 'overdruk' in het elektriciteitsnet, vergelijkbaar met te veel water dat door de leidingen wordt gepompt. De relatie tussen de frequentie en het voltage in deze situatie werkt als volgt:

1. Toenemende netfrequentie: Normaal gesproken, als de productie van elektriciteit de vraag overstijgt, kan de frequentie van het elektriciteitsnet lichtjes stijgen. Dit is omdat het extra aanbod van elektriciteit (of "energie") probeert een weg te vinden in het net, wat kan resulteren in een snellere "stroom" van elektriciteit. In veel netwerken wordt dit echter nauwlettend gereguleerd en blijft de frequentie zeer stabiel.

2. Toenemende voltage: Wanneer er te veel elektriciteit wordt geproduceerd door bijvoorbeeld zonnepanelen, en het netwerk deze extra stroom niet kwijt kan, kan het voltage in het netwerk stijgen. Dit komt omdat de extra elektriciteit die niet wordt gebruikt of opgeslagen, ergens naartoe moet, wat leidt tot een hogere 'druk' in het elektriciteitsnet. Dit is vergelijkbaar met hoe de waterdruk zou stijgen als er te veel water in een gesloten systeem wordt gepompt zonder dat er ergens een uitweg is.

Deze situaties kunnen leiden tot problemen voor zowel de infrastructuur van het elektriciteitsnet als voor huishoudelijke apparaten, die ontworpen zijn om te werken binnen bepaalde voltage- en frequentiegrenzen. Daarom hebben omvormers van zonnepanelen beveiligingen die ervoor zorgen dat ze automatisch uitschakelen of hun productie verminderen wanneer het voltage of de frequentie te hoog wordt, om zo het netwerk te beschermen en te stabiliseren.

Bedankt voor deze uitleg. Als ik het goed begrijp kunnen zonnepanelen en hun omvormers niet zorgen voor problematische netcongestie omdat ze zichzelf op tijd uitschakelen?

Ja, dat heb je goed begrepen. Zonnepanelen en hun omvormers zijn ontworpen met ingebouwde beveiligingen om problematische situaties, zoals netcongestie, te voorkomen. Deze beveiligingen zorgen ervoor dat zonnepaneelomvormers zichzelf automatisch kunnen uitschakelen of hun energie-output kunnen verminderen wanneer bepaalde grenzen worden overschreden, zoals een te hoog voltage of een te hoge frequentie op het netwerk.

Dit mechanisme helpt te voorkomen dat er te veel elektriciteit wordt geïnjecteerd in het elektriciteitsnet wanneer er niet genoeg vraag is, wat netcongestie of andere problemen met het netwerk zou kunnen veroorzaken. Hierdoor kunnen zonnepanelen op een veilige en efficiënte manier bijdragen aan het elektriciteitsnet, zonder het risico op storingen of schade aan de infrastructuur.

Het is echter belangrijk om op te merken dat, hoewel individuele zonnepaneelsystemen zijn uitgerust met dergelijke veiligheidsmechanismen, de algemene toename van gedecentraliseerde energieproductie (zoals door zonnepanelen) nieuwe uitdagingen kan stellen aan het beheer van het elektriciteitsnet. Netbeheerders werken daarom aan geavanceerde oplossingen en systemen voor netbeheer om de betrouwbaarheid en stabiliteit van het elektriciteitsnet te waarborgen, zelfs met een groeiend aandeel van hernieuwbare energiebronnen. 

PS: Ook in dagblad Trouw werd op 16 februari 2024 bevestigd dat de zichzelf uitschakelende zonnepanelen daardoor feitelijk congestie-neutraal zijn:

"Zowel in steden met veel e-auto’s als in landelijk gebied met dunne stroomkabels ontstaat dat risico zodra zonnestroom tijdelijk niet meer op het net past. Wie daar last van krijgt kan zomaar ‘meerdere jaren’ regelmatig met een haperende omvormer te maken krijgen, waarschuwen de netbeheerders. Omvormers slaan automatisch af, voor de veiligheid, en de apparaten controleren zelf elk kwartier of er weer ruimte is voor zonne-energielevering aan het stroomnetwerk. “Ondertussen gaat zonne-energie verloren, zonder dat mensen het zelf gelijk doorhebben”, zegt Van Hooff."

Dat zonnestroom -een paar keer per jaar- niet op het net past: het zij zo. Dats is echter geheel iets anders dan het wel vermeende: "zonnepanelen veróórzaken netcongestie".

Bron: Netbeheer Nederland