Dienst van SURF
© 2025 SURF
This report describes the creation and use of a database for energy storage technologies which was developed in conjunction with Netbeheer Nederland and the Hanze University of Applied Sciences. This database can be used to make comparisons between a selection of storage technologies and will provide a method for ranking energy storage technology suitability based on the desired application requirements. In addition, this document describes the creation of the energy storage label which contains detailed characteristics for specific storage systems. The layout of the storage labels enables the analysis of different storage technologies in a comprehensive, understandable and comparative manner. A sampling of storage technology labels are stored in an excel spreadsheet and are also compiled in Appendix I of this report; the storage technologies represented here were found to be well suited to enable flexibility in energy supply and to potentially provide support for renewable energy integration [37] [36]. The data in the labels is presented on a series of graphs to allow comparisons of the technologies. Finally, the use and limitations of energy storage technologies are discussed. The results of this research can be used to support the Dutch enewable Energy Transition by providing important information regarding energy storage in both technically detailed and general terms. This information can be useful for energy market parties in order to analyze the role of storage in future energy scenarios and to develop appropriate strategies to ensure energy supply.
MULTIFILE
Renewable energy sources have an intermittent character that does not necessarily match energy demand. Such imbalances tend to increase system cost as they require mitigation measures and this is undesirable when available resources should be focused on increasing renewable energy supply. Matching supply and demand should therefore be inherent to early stages of system design, to avoid mismatch costs to the greatest extent possible and we need guidelines for that. This paper delivers such guidelines by exploring design of hybrid wind and solar energy and unusual large solar installation angles. The hybrid wind and solar energy supply and energy demand is studied with an analytical analysis of average monthly energy yields in The Netherlands, Spain and Britain, capacity factor statistics and a dynamic energy supply simulation. The analytical focus in this paper differs from that found in literature, where analyses entirely rely on simulations. Additionally, the seasonal energy yield profile of solar energy at large installation angles is studied with the web application PVGIS and an hourly simulation of the energy yield, based on the Perez model. In Europe, the energy yield of solar PV peaks during the summer months and the energy yield of wind turbines is highest during the winter months. As a consequence, three basic hybrid supply profiles, based on three different mix ratios of wind to solar PV, can be differentiated: a heating profile with high monthly energy yield during the winter months, a flat or baseload profile and a cooling profile with high monthly energy yield during the summer months. It is shown that the baseload profile in The Netherlands is achieved at a ratio of wind to solar energy yield and power of respectively Ew/Es = 1.7 and Pw/Ps = 0.6. The baseload ratio for Spain and Britain is comparable because of similar seasonal weather patterns, so that this baseload ratio is likely comparable for other European countries too. In addition to the seasonal benefits, the hybrid mix is also ideal for the short-term as wind and solar PV adds up to a total that has fewer energy supply flaws and peaks than with each energy source individually and it is shown that they are seldom (3%) both at rated power. This allows them to share one cable, allowing “cable pooling”, with curtailment to -for example-manage cable capacity. A dynamic simulation with the baseload mix supply and a flat demand reveals that a 100% and 75% yearly energy match cause a curtailment loss of respectively 6% and 1%. Curtailment losses of the baseload mix are thereby shown to be small. Tuning of the energy supply of solar panels separately is also possible. Compared to standard 40◦ slope in The Netherlands, facade panels have smaller yield during the summer months, but almost equal yield during the rest of the year, so that the total yield adds up to 72% of standard 40◦ slope panels. Additionally, an hourly energy yield simulation reveals that: façade (90◦) and 60◦ slope panels with an inverter rated at respectively 50% and 65% Wp, produce 95% of the maximum energy yield at that slope. The flatter seasonal yield profile of “large slope panels” together with decreased peak power fits Dutch demand and grid capacity more effectively.
De energietransitie van fossiele naar duurzame energie krijgt brede maatschappelijk aandacht. Er zijn projecten voor het plaatsen van zonnepanelen en windturbines. Dit betreft zowel nationale projecten (zoals windparken op de Noordzee en de discussies over waterstof) als kleinere lokale projecten in huizen in woonwijken en bedrijfsgebouwen op bedrijventerreinen. Netcongestie is een recente ontwikkeling, wat betekent dat het elektriciteitsnet niet meer genoeg transportcapaciteit heeft om afspraken te kunnen maken voor nieuwe aansluitingen. Netcongestie beperkt de uitbreiding en vestiging van nieuwe bedrijven in sterke mate. De opschaling van de installatie van duurzame bronnen zoals zon- en windenergie wordt er door onmogelijk. Dit leidt tot een sterke vermindering van de toekomstige economische activiteiten en brengt het halen van duurzame-energiedoelstellingen in gevaar. Op korte termijn is volledig fysieke versterking van het net onmogelijk door gebrek aan mankracht en trage vergunningsprocedures. Een tussentijdse oplossing is het optimaal benutten van de netcapaciteit door de werkelijke vraag en aanbod te meten en beter op elkaar af te stemmen. In deze aanvraag stellen wij een onderzoeksaanpak voor om op lokaal bedrijventerreinenniveau deze sturing, vanuit een nauwe samenwerking tussen de netbeheerder, de parkorganisatie en de lokale (MKB) bedrijven op een bedrijvenpark, vorm te geven. Dit verkennend onderzoek begint met het in kaart te brengen van lokale (energie-)behoeftes en oplossingsmogelijkheden op laagspanningsniveau. Dit gebeurt door de informatie van slimme meters en de laagspanningstrafo’s momentaan uit te lezen en met AI de te verwachtte belasting te bepalen. Als bekend is wat de lokale regelmogelijkheden zijn, kan er met de bedrijven worden nagegaan hoe het huidige laagspanningsnet beter kan worden benut voorafgaand aan grote netverzwaring. Wij inventariseren hoe de opties en de voordelen voor de ondernemers op een begrijpelijke manier kunnen worden gepresenteerd, bijvoorbeeld met behulp van een dashboard.
Terugwinning van warmte en grondstoffen uit de water-cyclus kan een cruciale bijdrage leveren aan het realiseren van een circulaire, klimaat neutrale metropoolregio. Dit vereist koppeling van infrastructuur en netwerken uit verschillende sectoren (water, energie, afval), en op verschillende schaalniveaus. Technologisch is dit mogelijk. Naast technologische innovaties zijn ook governance innovaties nodig omdat deze koppeling leidt tot botsing van sectorspecifieke wetten, regels en gewoonten. Het vergt een nieuwe verdeling van verantwoordelijkheden, bevoegdheden, financiering en eigenaarschap, en dus nieuwe governance arrangementen. Het ontwikkelen van deze governance arrangementen is in de MRA hoogst actueel. Met een bouwopgave van 240.000 woningen voor 2040 liggen er grote kansen te komen tot circulaire gebiedsontwikkeling. Binnen het consortium zijn ruim 20 projecten geïnventariseerd waar terugwinning van energie en/of grondstoffen uit de water cyclus technisch mogelijk is, en vermoedelijk maatschappelijk rendabel. De vraag naar nieuwe governance arrangementen staat dan ook hoog op de agenda bij waterschappen, waterleidingbedrijven, netbeheerders en gemeenten. Dit project analyseert en systematiseert lessen die getrokken kunnen worden uit zowel succes als falen van op dit moment lopende experimenten, ten behoeve van een door het consortium uit te voeren ‘strategietraject koppelkansen water, energie en grondstofterugwinning in de MRA’. Dit project koppelt wetenschappers en hun lopend onderzoek, aan een concreet strategisch traject van publieke actoren. Gedurende dit traject zullen nieuwe governance arrangementen voor gekoppelde systemen binnen het consortium worden ontwikkeld. Het proces van strategie-ontwikkeling wordt gedocumenteerd, en gebruikt ter ontwikkeling van een post-academische cursus ‘werken aan transities’ voor actoren in circulaire gebiedsontwikkeling.
Netcongestie belemmert in ernstige mate de verdere uitrol van duurzame decentrale energieopwekking en daarmee de voortgang van de energietransitie. Dit raakt ook lokale energiecoöperaties. Deze bedrijven hebben plannen klaarliggen voor de ontwikkeling van nieuwe zonneparken en windmolens. Helaas is daar in de komende jaren geen ruimte voor in het elektriciteitsnet. De netcongestie neemt alleen maar toe. Lokale energiecoöperaties willen graag bijdragen aan een oplossing van deze problemen, maar zij lopen daarbij aan tegen allerlei beperkingen door wet- en regelgeving. Ook zijn er nog geen beproefde businessmodellen voor nieuwe intreders in deze markt, zoals lokale en regionale energie coöperaties, waarbij economische en juridische aspecten zijn meegenomen. Dit terwijl energiecoöperaties een steeds grotere rol spelen in productie en afname van duurzame energie.Dit project wil samen met lokale coöperaties nieuwe energiediensten ontwikkelen om problemen als netcongestie het hoofd te bieden. Deze energiediensten bieden lokale coöperaties kansen om economisch renderende taken op te pakken. Bovendien worden de mogelijkheden voor een coöperatieve aanbieder van regionale energiediensten onderzocht. Een regionale organisatie kan lokale coöperaties ondersteunen, kennis van netbeheer verwerven en namens de lokale coöperaties een effectieve gesprekspartner zijn voor netbeheerders.