Smart grid

Betekenis

Een smart grid is de benaming van een elektriciteitsnetwerk waarbij gebruikers niet alleen afnemen maar ook kunnen leveren, mogelijk gemaakt door intelligentie in het netwerk. Daardoor kan het netwerk zelf beslissen welke weg de stroom aflegt met het oog op efficiëntie en kosten.

Toepassing

Smart grids worden bedoeld om decentrale en wisselende productiebronnen veilig te integreren.

• Integratie van duurzame bronnen zoals zonnepanelen, windmolens en biogasinstallaties.
• Aansluiting van decentrale installaties zoals micro-wkk's, thuiscentrales en regionale centrales.
• Mogelijke inzet van grote aantallen particulieren, bedrijven, fabrieken en glastuinbouwers als producenten.
• Coördinatie van meerdere bronnen via virtuele centrales of Virtual Power Plants (VPP).

Aandachtspunten

• Continu meten en communiceren: elke producent moet zijn productie continu kenbaar maken; dit vereist intelligente meters bij de bron.
• Verdeelstations moeten als knooppunten beslissen of stroom lokaal blijft, naar het grote netwerk gaat of wordt geweigerd, om onnodig transport te vermijden.
• Opslag van overcapaciteit is wenselijk om energieverlies te voorkomen; als voorbeeld worden omvangrijke ondergrondse bassins met phase change materials genoemd.
• Congestie kan optreden bij een grote toestroom van geleverde elektriciteit en uit zich in te hoge spanning en/of frequentie; bij massale productiedalingen moet de centrale snel kunnen bijspringen.
• Peak shaving: pieken door overvloedige zonne- en windenergie moeten worden afgevlakt om uitval van elektrische apparatuur te voorkomen.
• Vehicle-to-grid (elektrische auto's als leverancier) is theoretisch mogelijk maar kent praktische beperkingen: momenteel klein aantal voertuigen, beschikbaarheid om “aan het net te hangen”, toestemming en financiële prikkels voor eigenaars, en de vraag of er voldoende capaciteit is om voertuigen weer op te laden.

Werking / principe

• Netwerk als knooppuntensysteem: elektriciteit stroomt van knoop naar knoop en het smart grid bepaalt zelf de optimale route (bijvoorbeeld meest efficiënt of goedkoop).
• Centrale coördinatie van decentrale bronnen (Virtual Power Plant): decentrale energiebronnen worden gecoördineerd zodat ze als één virtuele energiecentrale kunnen functioneren.
• Distributed Energy Resources (DER): de regeling en sturing van gedistribueerde bronnen is essentieel om hun gezamenlijke inzet te synchroniseren met het grotere net.

Verschil met conventionele netten

• Conventioneel net: centraal gestuurd, stroom loopt hoofdzakelijk van centrale naar consument en terugleveren door gebruikers is beperkt.
• Smart grid: bidirectioneel en gedecentraliseerd, met netwerkintelligentie die toelaat dat veel gebruikers gelijktijdig kunnen leveren en het netwerk die leveringen actief regelt.

Status en beperkingen

• Grootschalige smart grids bestaan momenteel grotendeels theoretisch; de praktische integratie van vele decentrale leveranciers en opslagvormen blijft een uitdaging.
• Diverse technische, organisatorische en economische factoren (zoals meet- en communicatietechnologie, opslagcapaciteit en financiële prikkels) bepalen de haalbaarheid op grote schaal.