In de toekomst gaat de elektriciteit in het stroomnet twee kanten op. Dankzij zonnepanelen en micro WKK-installaties worden consumenten tevens producenten van stroom. Goed voor het klimaat maar dit vereist wel een slimmer stroomnet, een zogeheten SmartGrid. René Kamphuis van de ECN-unit Efficiency & Infrastructure is nauw betrokken: “ECN ontwikkelde voor SmartGrids de digitale regelaar PowerMatcher. Die zijn we nu op grotere schaal dan tot nu toe in de praktijk aan het testen in Hoogkerk, een satellietdorp van de stad Groningen.”

De PowerMatcher maakt het in een SmartGrid mogelijk vraag en aanbod te sturen. Bij het experiment in Hoogkerk zijn dan ook andere partijen betrokken die intensief te maken hebben met de gas- en stroomvoorziening: KEMA/Gas Consulting Services, Essent/New Energy en Humiq, het vroegere ICT Automatisering. Die willen zo exact mogelijk weten wat voor hen de consequenties en mogelijkheden zijn van een digitaal gestuurd stroomnet. Kamphuis van het onderzoekprogramma Intelligente Energie Netten: “Na een ontwerp- en uitrolperiode zijn we op 1 februari daadwerkelijk gestart, op 10 maart was de officiële en feestelijke opening. Over een jaar stoppen we, dan hebben we gegevens verzameld gedurende vier seizoenen. Die gaan we analyseren om het gedrag van het systeem te kunnen vaststellen.”
De keuze van de woningen in het Hoogkerk-project staat model voor de verscheidenheid aan woningen in Nederland. Kamphuis: “Het gaat niet om splinternieuwe zwaar geïsoleerde huizen. We hebben oude vrijstaande woningen, rijtjeswoningen, echt van alles en nog wat. In die woningen staat de gebruikelijke stroomverbruikende apparatuur waaraan meters zijn gekoppeld. De bewoners gebruiken de verwarmingsinstallatie en andere apparatuur zoals ze gewend zijn. Wat er achter de schermen allemaal gebeurd is alleen voor ons interessant. We streven ernaar om in Hoogkerk per woning, via een kleine pc verbonden met internet, elektriciteit producerende en verbruikende apparaten aan te sturen. (zie ook PowerMatcher).”

Bewoners Hoogkerk jaar lang deelnemer aan veldexperiment SmartGrids

Mate van onbalans onderzoeken
Het gaat bij dit experiment om dertig woningen. Bij bewoners die zich hadden aangemeld voor deelname, plaatsten installateurs een andere warmtebron voor verwarming en tapwater. Vijftien kregen een warmtepomp, de andere vijftien een micro WKK. Dat zijn allebei systemen die een sterke koppeling hebben tussen warmte en stroom, de eerste als afnemer, de tweede als producent. Aan alle 30 systemen is een buffervat voor tapwater en cv-water gekoppeld om de geproduceerde warmte op te slaan. Kamphuis: “Dat is nodig omdat we het moment van warmtevraag willen loskoppelen van het gebruik of de productie van stroom. De optimale manier van inzet verzorgt de PowerMatcher, op basis van de actuele, real-time stroomprijs. Die prijs weerspiegelt de toestand van het elektriciteitssysteem en de momentane stromen in het net. Bovendien vangt het buffervat onverwachte pieken en dalen in de warmtevraag op zonder het stroomnet te zeer te belasten.”
Hoogkerk is een veldexperiment waarbij een intelligent regelmechanisme (PowerMatcher) probeert vraag en aanbod van stroom optimaal op elkaar af te stemmen. De betrokken onderzoekers zoals Kamphuis willen weten hoe dit systeem in de praktijk van alledag werkt. “Hoe kunnen we de verkregen regelruimte benutten om het systeem te laten bijdragen aan de juiste balans in het stroomnet?”
Dat is niet zo simpel als het lijkt. De PowerMatcher heeft namelijk ook te maken met de variabele werkelijkheid van de stroom- en warmteafnemende bewoners, die van diens coördinatie alleen profijt willen hebben. In het cluster probeert de PowerMatcher ook de grillige stroomproductie van windturbines en van zonnepanelen in te passen. Productiegegevens van deze bronnen betrekt de PowerMatcher van respectievelijk het Kreileroord-windpark in Noord-Holland en een reeks zonnepanelen op het dak van het KEMA-gaslab in Groningen. “Het virtuele karakter maakt voor de kwaliteit van het experiment niet uit,” stelt Kamphuis. “We koppelen zelfs een flinke Li-Ion-accu in een testwoning op het ECN-terrein in Petten aan een Hoogkerkse woning om diens stroom te bufferen. Eventuele verschillen werken we rekenkundig weg, waardoor de nabootsing niet in het gedrang is.”

Eigen community
Moderne communicatiemiddelen helpen de bewoners die deelnemen aan dit experiment. Daar waar u en ik op www.powermatchingcity.nl algemene informatie vinden over dit project, kunnen de bewoners met een wachtwoord inloggen en gedetailleerde informatie over het verbruik en productie van hun apparatuur verkrijgen. Kamphuis licht toe: “Er is een community waar de deelnemende bewoners elkaar digitaal ontmoeten, waar ze problemen met de installatie aan de orde kunnen stellen, observaties met elkaar delen, elkaar adviseren en ondersteunen op welke manier dan ook.”
Het leefpatroon van de deelnemers wordt nauwelijks beïnvloed. Toch zijn de onderzoekers benieuwd hoe de deelnemers de nieuwe installaties ervaren en wat de PowerMatcher doet voor optimalisatie. Kamphuis: “Ze laden na het eten de afwasmachine, maar hebben de keuze: zelf aanzetten of de PowerMatcher laten bepalen wanneer hij start. Lukt het om je daarop in te stellen?” De Hanze Hogeschool in Groningen neemt dat deel van het experiment voor zijn rekening. Die volgen de deelnemers binnen de community nauwlettend om de socio-economische aspecten in kaart te brengen.”

Sterk besef van duurzaamheid
Het Hoogkerker experiment is onderdeel van het Integral-project. Van dit EU-project is ECN coördinator. Dit project gaat uit van nieuwe ict-apparatuur gekoppeld aan het net met een gemengde samenstelling van mini elektriciteitscentrales (stirlingmotoren, zonnepanelen en windturbines) in combinatie met nieuwe ‘grootverbruikers’ als de laadpaal voor elektrische auto’s en warmtepompen. Die moeten in de toekomst op een intelligentere manier worden aangestuurd.
Dat dit experiment plaatsvindt in de provincie Groningen verbaast Kamphuis niet. “Er is bij de overheden in het Noorden een sterk besef van duurzaamheid (Energy Valley). De in Groningen gevestigde Gasunie wil meedenken over de energievoorziening van de toekomst en het slim gebruik van gas. En de stad en provincie Groningen waren bereid te helpen met het zoeken naar deelnemers onder zijn inwoners en anderszins het experiment te ondersteunen.”

Contact
René Kamphuis
ECN Energy & Infrastructuur
Tel.: 022 456 4544
E-mail: René Kamphuis   

Info
Op PowerMatchingcity vindt alles over het experiment in Hoogkerk.
Of surf naar de PowerMatcher-technologie.

Dit ECN-Nieuwsbrief-artikel mag zonder toestemming worden gebruikt voor publicatie, mits verwezen wordt naar de bron: www.ecn.nl/nl/nieuws/newsletter-nl/