Waarom zonnepanelen alleen niet meer genoeg zijn

De energietransitie verandert de manier waarop we naar energie kijken. Waar we vroeger vooral energie afnamen van het elektriciteitsnet, verandert dat steeds meer in een systeem waarin we zelf energie opwekken, opslaan en gebruiken.

Zonnepanelen, een thuisbatterij, een warmtepomp en een elektrische auto zijn daarbij geen losse installaties. De echte winst ontstaat wanneer deze onderdelen met elkaar samenwerken. Een slim energiemanagementsysteem kan bepalen wanneer energie wordt opgewekt, opgeslagen of gebruikt.

Dat noemen we een energie-ecosysteem.

Nederland gaat steeds meer elektriciteit gebruiken en tegelijkertijd neemt de hoeveelheid duurzaam opgewekte elektriciteit toe. Daardoor wordt het belangrijker om vraag en aanbod beter op elkaar af te stemmen.

Van losse apparaten naar één energiesysteem

Stel: op een zonnige dag produceren je zonnepanelen meer elektriciteit dan je op dat moment nodig hebt.

In een traditioneel systeem gaat het overschot het elektriciteitsnet op. Maar je kunt die energie ook anders inzetten:

Zonnepanelen → direct verbruik → batterij → warmtepomp → elektrische auto → elektriciteitsnet

Een slim systeem probeert zoveel mogelijk van de opgewekte energie binnen het eigen huishouden te gebruiken.

De batterij kan bijvoorbeeld het overschot van de zonnepanelen opslaan. De warmtepomp kan op een gunstig moment het huis of een warmwatervoorraad verwarmen. En de elektrische auto kan worden geladen wanneer er veel eigen zonnestroom beschikbaar is of wanneer de elektriciteitsprijs laag is.

Zo wordt het huis steeds meer een klein, flexibel energiesysteem.

1. Zonnepanelen: de energiebron

Zonnepanelen vormen vaak de basis van het energie-ecosysteem. Ze produceren overdag elektriciteit, precies op het moment dat de zon beschikbaar is.

Het probleem is alleen dat het moment van productie niet altijd overeenkomt met het moment waarop je elektriciteit gebruikt.

Overdag kan er bijvoorbeeld veel zonne-energie beschikbaar zijn terwijl je niet thuis bent. ’s Avonds, wanneer je thuiskomt, is de productie van de zonnepanelen juist sterk verminderd.

Daar ontstaat de behoefte aan slimme sturing en opslag.

Voordeel

• Je produceert zelf duurzame elektriciteit.
• Je kunt je afhankelijkheid van het elektriciteitsnet verminderen.
• Bij slimme aansturing kun je meer van je eigen zonnestroom zelf gebruiken.

Nadeel

• De productie is afhankelijk van het weer en het seizoen.
• Veel productie vindt plaats op momenten waarop het verbruik relatief laag is.
• Zonder opslag of slimme aansturing kan een deel van de opgewekte energie terug het net op gaan.

2. De thuisbatterij: energie bewaren voor later

Een thuisbatterij maakt het mogelijk om elektriciteit op een ander moment te gebruiken dan waarop deze wordt opgewekt.

Overdag leveren de zonnepanelen bijvoorbeeld meer energie dan het huis nodig heeft. De batterij kan het overschot opslaan. ’s Avonds kan die energie weer worden gebruikt.

Maar een batterij kan meer zijn dan alleen een opslagplaats voor zonnestroom. In combinatie met een dynamisch energiecontract kan een slim systeem bijvoorbeeld ook rekening houden met de actuele elektriciteitsprijs.

De batterij wordt dan onderdeel van een groter geheel: energie opslaan wanneer dat gunstig is en gebruiken wanneer dat nodig of financieel aantrekkelijk is.

Voordeel

• Meer eigen opgewekte energie kan direct of later worden gebruikt.
• Minder afhankelijkheid van het elektriciteitsnet.
• Mogelijkheid om slim te reageren op wisselende elektriciteitsprijzen.
• Kan helpen om pieken in het elektriciteitsverbruik te beperken.

Nadeel

• Een batterij is relatief duur.
• De financiële opbrengst is sterk afhankelijk van energieprijzen, tarieven, regelgeving en het gebruik.
• Een batterij heeft een beperkte levensduur.
• Een grote batterij is niet automatisch de beste oplossing; soms kan het slimmer zijn om eerst het verbruik aan te passen.

RVO waarschuwt dan ook dat een thuisbatterij financieel niet in iedere situatie vanzelfsprekend aantrekkelijk is. De economische voordelen hangen sterk samen met de manier waarop de batterij wordt gebruikt.

3. De warmtepomp: elektriciteit omzetten in warmte

Een warmtepomp gebruikt elektriciteit om warmte uit de buitenlucht, bodem of een andere bron te benutten voor het verwarmen van de woning.

Daarmee verandert ook het energieverbruik van een woning. In plaats van aardgas wordt steeds meer elektriciteit gebruikt voor verwarming.

Dat biedt een interessante mogelijkheid voor het energie-ecosysteem.

Waarom zou je een warmtepomp bijvoorbeeld precies op het moment laten draaien dat de elektriciteitsvraag hoog en de prijs hoog is, als er enkele uren later veel zonnestroom beschikbaar is?

Een slim systeem kan proberen het energiegebruik te verschuiven zonder dat dit ten koste gaat van het comfort.

Een woning kan bijvoorbeeld iets eerder worden verwarmd of een voorraad warm water kan worden opgewarmd wanneer veel eigen zonnestroom beschikbaar is.

Onderzoek van RVO laat zien dat warmtepompen aanzienlijk kunnen bijdragen aan een lager energiegebruik en lagere CO₂-uitstoot, maar dat de prestaties sterk verschillen per woning en installatie.

Voordeel

• Minder of geen aardgas nodig.
• Kan het totale energiegebruik en de CO₂-uitstoot verlagen.
• Kan slim worden gecombineerd met zonnepanelen.
• Warmte kan deels worden gebruikt als een soort ’thermische batterij’.

Nadeel

• Een warmtepomp vraagt relatief veel elektriciteit.
• De investering kan aanzienlijk zijn.
• De woning moet geschikt zijn voor het gekozen systeem.
• Slechte isolatie of een verkeerd ontworpen installatie kan het rendement sterk verminderen.

4. De elektrische auto: een grote mobiele energieverbruiker

Een elektrische auto heeft een grote batterij. Dat maakt hem interessant binnen een slim energiesysteem.

De auto hoeft immers niet per se direct na thuiskomst te worden opgeladen.

Stel dat je om 18.00 uur thuiskomt en de auto de volgende ochtend pas om 07.00 uur weer nodig hebt. Dan is er een groot tijdsvenster waarin het laden kan plaatsvinden.

Een slim laadpunt kan bijvoorbeeld wachten tot er voldoende zonnestroom beschikbaar is, of tot de elektriciteitsprijs gunstig is.

In de toekomst kan ook bidirectioneel laden een grotere rol gaan spelen: de auto kan dan niet alleen elektriciteit opnemen, maar onder bepaalde voorwaarden ook elektriciteit terugleveren aan de woning.

Voordeel

• Groot elektrisch verbruik kan slim worden gepland.
• Mogelijkheid om meer eigen zonnestroom te gebruiken.
• Kan helpen om pieken in de elektriciteitsvraag te voorkomen.
• De grote batterij van de auto kan in de toekomst mogelijk onderdeel worden van de energieopslag van de woning.

Nadeel

• Niet iedere auto en laadpaal ondersteunt bidirectioneel laden.
• Slim laden vereist goede communicatie tussen auto, laadpaal en energiesysteem.
• De gebruiker moet erop kunnen vertrouwen dat de auto op het gewenste moment voldoende geladen is.

5. Energieverbruik slim aansturen

Hier komt het energie-ecosysteem echt tot leven.

Zonnepanelen, batterij, warmtepomp en laadpaal kunnen allemaal afzonderlijk functioneren. Maar als ze met elkaar communiceren, kan een energiemanagementsysteem bepalen wat op welk moment het verstandigst is.

Bijvoorbeeld:

10.00 uur
De zonnepanelen produceren veel energie. Het huis gebruikt een deel en de batterij wordt geladen.

13.00 uur
De batterij is vol. Het systeem ziet dat de auto thuis staat en begint de auto met zonnestroom te laden.

15.00 uur
Er is nog steeds een overschot. De warmtepomp verwarmt het tapwater.

18.00 uur
De zon gaat onder. De zonnepanelen leveren weinig meer. De batterij neemt een deel van het elektriciteitsverbruik over.

23.00 uur
De elektriciteitsprijs is laag. Het systeem kan, afhankelijk van de ingestelde strategie, de batterij opnieuw laden.

Het systeem kijkt dus niet alleen naar hoeveel energie er beschikbaar is, maar ook naar wanneer die energie beschikbaar is en wat de verwachte vraag en prijs zijn.

RVO noemt het slim afstemmen van vraag en aanbod en het opslaan van energie belangrijke onderdelen van het toekomstige energiesysteem.

Het grootste voordeel: alles werkt samen

De grootste stap in de energietransitie is daarom misschien niet het aanschaffen van nóg een apparaat.

Het is het slim laten samenwerken van de apparaten die je al hebt.

Een woning met zonnepanelen kan bijvoorbeeld relatief veel elektriciteit terugleveren. Maar dezelfde woning met zonnepanelen, batterij, warmtepomp, elektrische auto en slimme aansturing kan veel meer van de zelf opgewekte energie zelf benutten.

Dat noemen we ook wel zelfconsumptie: de energie die je zelf opwekt, zoveel mogelijk zelf gebruiken.

Het gaat daarmee van:

opwekken → terugleveren

naar:

opwekken → slim gebruiken → opslaan → later gebruiken

Maar een energie-ecosysteem heeft ook nadelen

Een slim energiesysteem klinkt aantrekkelijk, maar het is geen wondermiddel.

Hogere investeringen

Zonnepanelen, batterij, warmtepomp, laadpaal en een energiemanagementsysteem kosten allemaal geld. Het is daarom belangrijk om niet alleen naar de maximale technische mogelijkheden te kijken, maar ook naar de financiële terugverdientijd.

Complexiteit

Hoe meer apparaten met elkaar moeten communiceren, hoe ingewikkelder het systeem wordt. Verschillende merken en protocollen werken niet altijd probleemloos samen.

Afhankelijkheid van software

Een slim energiesysteem is afhankelijk van software, internetverbindingen, instellingen en soms externe energiediensten.

Comfort moet voorop blijven staan

Een systeem mag slim zijn, maar het moet niet bepalen dat je auto onvoldoende geladen is of dat je woning te koud wordt omdat het systeem toevallig een paar euro wil besparen.

De gebruiker moet daarom altijd de mogelijkheid houden om keuzes te overrulen.

Regelgeving verandert

De energiemarkt verandert snel. Denk aan veranderingen in belastingen, teruglevering, nettarieven en regelgeving rondom zonnepanelen en batterijen. Een investering die vandaag interessant lijkt, kan daardoor over enkele jaren anders uitpakken.

De toekomst: van energieverbruiker naar energiemanager

De energietransitie betekent uiteindelijk dat we niet meer alleen energieconsument zijn.

We worden steeds meer:

opwekker + verbruiker + opslag + energiemanager.

De zonnepanelen produceren energie. De batterij bewaart energie. De warmtepomp maakt er warmte van. De elektrische auto gebruikt energie voor vervoer. En het energiemanagementsysteem probeert alles op het juiste moment met elkaar te verbinden.

Daarmee ontstaat een lokaal energie-ecosysteem waarin opwekking, opslag en verbruik zoveel mogelijk op elkaar worden afgestemd.

De belangrijkste vraag wordt dan niet meer:

“Hoeveel elektriciteit gebruik ik?”

maar:

“Wanneer wek ik elektriciteit op, wanneer heb ik energie nodig en hoe kan ik die twee zo slim mogelijk met elkaar verbinden?”

Dat is volgens mij de kern van de energietransitie.

Niet simpelweg méér zonnepanelen, een grotere batterij of een nieuwe warmtepomp aanschaffen, maar het hele systeem als één geheel bekijken.

Want de toekomst van energie draait niet alleen om hoeveel energie we produceren, maar vooral om hoe slim we ermee omgaan.

Bronnen: Rijksdienst voor Ondernemend Nederland (RVO) en Energietransitie.nl. De ontwikkelingen rond slimme energiesystemen, opslag, warmtepompen en elektrisch vervoer worden de komende jaren verder uitgewerkt en zullen mede afhankelijk zijn van technische ontwikkelingen en veranderende regelgeving.