Een succesvolle uitbouw van het aantal windparken kan alleen slagen als deze wordt gecombineerd met energieopslag. Onder leiding van TNO gaan zestien Europese bedrijven onderzoeken welke technologieën daarvoor geschikt zijn.

 

Groene stroom in Nederland, en West-Europa, komt voor een aanzienlijk deel van windparken op de Noordzee. En er zijn plannen om nog veel meer windturbines te plaatsen.

Maar helemaal van een leien dakje gaat dat niet. Door netcongestie (de windturbines kunnen de opgewekte stroom niet kwijt) en systeeminstabiliteit (het afwijken van de frequentie van 50 hertz) moet de productie van dergelijke windparken soms worden teruggeschroefd. Allesbehalve ideaal, want hierdoor neemt de benutting van de turbines af en loopt de energietransitie vertraging op. Daarbovenop wordt de businesscase van elk nog te bouwen windpark ongunstiger.

Behoefte aan opslag

Waar dringend behoefte aan is: opslag van energie. Op piekmomenten zullen windparken altijd te veel stroom produceren, waar op dat moment niet voldoende afnemers voor zijn. Om die stroom op te slaan, is elektriciteitsopslag nodig, iets waarover nu nog geen windpark beschikt. Alleen, welke vormen van energieopslag (meestal: elektriciteitsopslag) zijn het meest geschikt? Dat is het onderwerp van project OESTER (Offshore Electricity Storage Technology Research), dat TNO gisteren aankondigde. Het project wordt ondersteund door de Rijksdienst voor Ondernemend Nederland. 

TNO

Binnen het project gaan zestien Europese bedrijven verschillende vormen van elektriciteitsopslag onderzoeken. Het project is in december goedgekeurd en naar verwachting gaat het in mei echt van start, zegt Iratxe Gonzalez-Aparicio van TNO. ‘TNO heeft de wetenschappelijke leiding binnen het project.’

Batterijen in windturbines

Batterijen zijn de vorm van elektriciteitsopslag voor de korte termijn: van minder dan een uur tot een of enkele dagen. Het idee is dat in de toekomst batterijpakketten misschien wel geïntegreerd zitten in de mast van windturbines. ‘Dat is nog geen product dat bestaat, maar wij gaan in dit project wel de haalbaarheid onderzoeken’, zegt Gonzalez-Aparicio. Dat niet bestaande producten kunnen worden meegenomen in het onderzoek, komt doordat TNO en de bedrijven ook gaan werken met digital twins, virtuele kopieën van fysieke apparaten.

‘In het SWITCH-lab (lees ook: 'Testfaciliteit voor geïntegreerd elektriciteitsnet geopend'), een samenwerking tussen TNO en Wageningen University & Research, kunnen we digital twins koppelen aan fysieke apparaten’, zegt Gonzalez-Aparicio. ‘Dus een kleine windturbine, zonnecellen en batterijen zitten in één systeem aan elkaar vast.’ Het gedrag van het systeem kan bij verschillende scenario’s worden doorgerekend. En daar kan dus ook een digital twin bij zitten.

Het SWITCH-lab van TNO en Wageningen University & Research. Foto: TNO

Samenpersen van lucht

Om overtollige elektriciteit voor de middellange termijn op te slaan, denken de projectpartners aan het samenpersen van lucht (compressed air energy storage) en underground pumped hydro storage, het opslaan van energie door water naar een hoger gelegen reservoir te pompen.

Batterij en elektrolyse-apparaat

Dan is er nog de echt lange termijn die met energieopslag moet worden overbrugd. ‘Dan gaat het om de seizoenen’, zegt Gonzalez-Aparicio. Daarvoor doet het Nederlandse bedrijf Battolyser mee aan het project. Dat heeft een speciaal apparaat ontwikkeld dat zowel bestaat uit een batterij als uit een elektrolyse-apparaat. Is er groene elektriciteit in overvloed, dan loopt eerst de batterij vol, en met overtollige stroom maakt de elektrolyser waterstof.

Verschillen

Van al de verschillende technologieën gaan de deelnemers aan het project onderzoeken hoe ze elkaar aanvullen. ‘Daarbij is het goed om te weten dat de oplossingen op verschillende technology readiness levels zitten.’ Er zitten nogal verschillen in hoe ver ze zijn ontwikkeld, en dus ook hoe snel ze kunnen worden ingezet.

Economische aspecten

Het project OESTER gaat drie jaar duren en moet niet alleen de verschillende opslagtechnologieën verder helpen, maar ook duidelijk maken hoe een werkbare combinatie van opslagtechnologieën eruit kan zien. Ook de economische aspecten en de impact van energieopslag op zee zullen worden onderzocht.

Impressie van een energie-eiland voor de kust van België, waarvoor plannen bestaan. Illustratie: Elia

Energie-eilanden

De onderzoeksresultaten moeten zo bijdragen aan het toekomstplaatje van energy hubs: de windparken van morgen bestaan niet alleen meer uit turbines, maar ook uit vormen van opslag en mogelijk andere vormen van duurzame energieopwekking. De betrouwbaarheid én flexibiliteit van de energievoorziening ligt bij dergelijke eilanden hoger. ‘Zo’n energie-eiland kan dan continu elektriciteit leveren’, besluit Gonzalez-Aparicio.

 

Openingsbeeld: Depositphotos