ENERGIEPROJECT HOOG DALEM. Beschrijving analyses resultaten. 1 Energieproject Hoog Dalem < Terug naar de inhoudsopgave

Transcriptie

1 ENERGIEPROJECT HOOG DALEM Beschrijving analyses resultaten 1 Energieproject Hoog Dalem < Terug naar de inhoudsopgave

2 INHOUDSOPGAVE BESCHRIJVING ANALYSES RESULTATEN 1. INLEIDING 4 2. BESCHRIJVING VAN HET PROJECT Proposities Het fysieke/technische systeem 7 - De componenten van het energiesysteem 7 - Het slimme in-home systeem Aansturing gedurende de testperiode USEF, het Universal Smart Energy Framework 8 - Technische implementatie van USEF 8 - Functionele implementatie, beslisbomen 8 3. ANALYSES EN RESULTATEN Impact op het laagspanningsnet 9 - Impact PV-systemen op het LS-netontwerp 9 - Impact van Warmtepompen op het LS-netontwerp 12 - Gedrag van woningen inclusief PV en opslag 13 - Geaggregeerd gedrag woningen proeftuin Hoog Dalem op het LS-net Conclusies over de impact van het project op de netten USEF Introductie USEF in een notendop 17 - Planfase 17 - Validate fase 18 - Operate fase 18 - Settlement fase Eerste D-prognose Vraag om flexibiliteit Aanbod van flexibiliteit Finale D-prognosis Werkelijke waarden USEF ANALYSE HOOG DALEM Introductie Flexibiliteitsbronnen USEF berichten 20 - Enkele D-prognose per dag 21 - Meerdere D-prognoses per dag Analyse geoffreerde flexibiliteit Realisatie flexibiliteit 22 - Actuele waarden 22 - Vergelijking actuele waarden met prognoses Conclusies USEF 23 2 Energieproject Hoog Dalem < Terug naar de inhoudsopgave

3 6. DE ACCU S De inzet van de accu in het project 24 - De gebruikte accu s 24 - Inpassing en plaatsing van de accu s Ervaringen met het gebruik van de accu s 25 - Conversieverlies 25 - Living Space 25 - Extra opgeslagen zonne-energie benutten 25 - Inzetten van de accu om goedkoop in te kopen Conclusies over de accu s KLANTPARTICIPATIE/-MOTIVATIE Bewonersonderzoeken 27 - Motivaction onderzoek 27 - DuneWorks onderzoek Praktijkervaringen Inzicht in energiegebruik Geleerde lessen deelnemersonderzoek Aanbeveling CONCLUSIES EN AANBEVELINGEN Conclusies Aanbevelingen 32 3 Energieproject Hoog Dalem < Terug naar de inhoudsopgave

4 1. INLEIDING Stedin onderkent al jaren dat de bebouwde omgeving door de energietransitie voor drastische veranderingen staat. De verwachting is dat we afscheid nemen van traditionele warmtevoorziening met gasketels, terwijl lokale elektriciteitsproductie uit zonne-energie flink zal toenemen. Daarmee komen we voor een aantal interessante uitdagingen te staan in de energiedistributie. Hoe kunnen de eigenaren van bijvoorbeeld zonnepanelen het maximale rendement halen uit hun lokaal opgewekte duurzame energie? En hoe houden wij de netten veilig en betrouwbaar bij hogere (piek) belastingen? Lokale opslagsystemen gekoppeld aan slimme besturing van vraag en aanbod kunnen een mogelijke oplossing zijn voor de te verwachten grotere energiestromen in het distributienet. De vraag is dan natuurlijk: hoe kan zo n slim energiesysteem werken, niet alleen technisch, maar ook in nauwe interactie met de klant? Dat wilde Stedin in de praktijk beproeven, met als belangrijkste vragen: Wat is de impact op het elektriciteitsnet van het overgaan op elektrisch verwarmen en het lokaal opwekken van elektriciteit? Hoe kunnen accu s in combinatie met een slimme sturing de nadelige impact op het net minimaliseren? Kan het - mede door Stedin ontwikkelde - Universal Smart Energy Framework een rol spelen in de sturing van vraag en aanbod in de wijk? Hoe kijkt de bewoner aan tegen de veranderingen waarmee hij in een slim energiesysteem wordt geconfronteerd? Met deze en nog vele onderliggende detailvragen is Stedin in 2014 in Gorinchem de proeftuin Energieproject Hoog Dalem gestart. Hoog Dalem is een woonwijk, waar een deel van de woningen door de bewoners van zonnepanelen zijn voorzien. Een aantal woningen is door ons voorzien van een opslagsysteem (accu). Iedere woning in de wijk, wordt verwarmd met een warmtepomp. Er ligt geen gasnet. Dat maakt Hoog Dalem zo geschikt als proeftuin. Een van de doelen van de proeftuin is om te onderzoeken hoe deze systemen zich niet alleen afzonderlijk- maar ook in samenhang gedragen en welke impact ze kunnen hebben op het ontwerp van het laagspanningsnet. Daarnaast wordt onderzocht hoe uit de combinatie van PV- en opslagsystemen flexibiliteit gewonnen kan worden in vraag en aanbod. Dit met behulp van het Universal Smart Energy Framework (USEF). Om data op te halen en analyses te kunnen maken, zijn bij de deelnemers aan de proeftuin extra meetsystemen geïnstalleerd. De totale uitgewisselde energie met het laagspanningsnet wordt gemeten - zowel import als export. Daarnaast worden het PV- en opslagsysteem en enkele verbruikstoestellen zoals warmtepomp, wasmachine en vaatwasser apart gemeten. Een groot aantal van de deelnemers aan de proeftuin is aangesloten op een beperkt aantal laagspanningskabels. De analyse van de meetgegevens richt zich op deze kabels. In een simulatieomgeving kan aan de hand van de meetgegevens en de uitgevoerde analyses een generiek beeld worden verkregen dat breder geldig is dan alleen het laagspanningsnet in Hoog Dalem. Voor dergelijke (toekomstige) analyses is de verzamelde meetdata op zich al van grote waarde. Naast deze hoofdzakelijk technische aspecten is onderzoek gedaan naar de verschillende drijfveren van de bewoners/ deelnemers om te besluiten aan duurzame projecten deel te nemen. Bovendien is gekeken naar wat nodig is om de bewoners betrokken te houden. Beproefd is welke besparingsacties aanspreken en hoe de proeftuin de mind-set rondom energiegebruik beïnvloedt. 4 Energieproject Hoog Dalem < Terug naar de inhoudsopgave

5 SAMENVATTING Het Energieproject Hoog Dalem is door Stedin uitgevoerd met als partners ABB, Heijmans en KPN. Er is met 42 huishoudens praktijkonderzoek gedaan naar een toekomstig energiesysteem waarbij woningen elektrisch worden verwarmd, er geen gas infrastructuur in de wijk is, er zelf elektriciteit wordt opgewekt met zonnepanelen, een deel van de wijk een in-home accu heeft, en dit geheel met een slim energiesysteem wordt geoptimaliseerd. Het slimme in-home systeem is via een gateway verbonden met een omgeving waar USEF (Universal Smart Energy Framework) is geïnstalleerd. De onderzoeksdoelen zijn gericht op: De interactie met de bewoners en de adaptatie van een slim energiesysteem; Het effect van de decentrale opwekking door zonnepanelen op het laagspanningsnet; Het effect van de warmtepompen op het laagspanningsnet en dan met name de gelijktijdigheid waarmee ze het net belasten; Het functioneren en het effect van het Universal Smart Energy Framework. Flexibiliteit benutten Met behulp van USEF is ook gebruik gemaakt van de accu s om de maximale belasting in het net op piekmomenten te reduceren. Aangetoond is dat het proces dat USEF faciliteert daadwerkelijk functioneert. De betrouwbaarheid van de ICT vraagt echter wel extra aandacht. De hoeveelheid flexibiliteit die de accu s met een relatief kleine capaciteit feitelijk konden leveren in de proeftuin, was voor deze situatie te beperkt om van échte betekenis te zijn. Effecten op de netten De data die de vele metingen hebben opgeleverd, geven diepgaand inzicht in de effecten van de warmtepompen, zonnepanelen en opslagsystemen op het laagspanningsnet. Zo is gebleken dat de wijze waarop zonnepanelen naar de zon zijn gericht - de zogeheten dakoriëntatie - nauwelijks invloed heeft op de maximale terug levering van decentrale productie met zonnepanelen. Eerdere aannames dat de Opslag Een aantal deelnemers heeft zonnepanelen én een accu. Zij hebben gemiddeld 793 kwh aan zonne-energie opgeslagen om later zelf te gebruiken, in plaats van eerst aan het net te leveren en later weer terug te kopen. Er was ook een mogelijkheid voor deelnemers géén zonnepanelen te hebben, maar wél een accu. Met die accu kan in de nachturen goedkoop elektriciteit ingekocht worden om die overdag te gebruiken, als de prijzen hoger zijn. Dit is een proof-of-concept voor een toekomst waarin je gebruik kunt maken van de mogelijkheid dat door de dag heen aanzienlijke prijsverschillen optreden voor geleverde elektriciteit. Een positieve businesscase voor beide alternatieven is er op dit moment om allerlei redenen overigens nog niet. Dit komt mede door de nog hoge kosten van de accu s, de huidige salderingsregeling en het geringe verschil tussen het nacht- en dagtarief. verschillende oriëntaties de terugleverpiek flink kunnen verminderen, blijken dus niet juist. Verder is inzicht gekregen in de piekbelasting die warmtepompen veroorzaken en wat de invloed daarvan is op de ontwerpcapaciteit van het laagspanningsnet. Alle meetdata en analyses afkomstig uit deze wijk zijn naast het huidige ontwerpcriterium voor het laagspanningsnet gelegd. Dat schrijft een capaciteit voor van 4 kw per woning. Dit blijkt voorlopig voldoende. 5 Energieproject Hoog Dalem < Terug naar de inhoudsopgave

6 Communicatie met de wijk Essentieel voor het slagen van deze proeftuin was de interactie tussen de projectorganisatie en de wijkbewoners - eerst om deelnemers te werven en daarna om deelnemers en overige wijkbewoners geïnteresseerd en betrokken te houden. Er is veel aandacht besteed aan onderzoek naar de doelgroep en dat heeft vrucht afgeworpen: met gerichte communicatie zijn we er in geslaagd 30% van de benaderde huishoudens als deelnemer voor de proeftuin te werven. Om de deelnemers actief te houden is gebleken dat regelmatig contact noodzakelijk is. Dit is gedaan in de vorm van deelnemersavonden en nieuwsbrieven. De deelnemers hadden veel interesse in hun energiegebruik en met name in het aandeel dat de warmtepomp daarin heeft. Zij vroegen daarbij ook referenties voor hun eigen gedrag. Dit inzicht is gegeven in een persoonlijke jaarrapportage over 2016, waarbij hun energiegedrag werd gerelateerd aan het gemiddelde van de deelnemers. Conclusies en aanbevelingen Per hoofdstuk zijn de deelconclusies over de specifieke onderwerpen in detail gegeven. Aan het einde van dit rapport worden de deelconclusies samengebracht in meer algemene termen en waar nodig in onderling verband gezet. Tenslotte wordt nog een aantal aanbevelingen gedaan. De belangrijkste conclusies in het kort: De wijze waarop zonnepanelen naar de zon zijn gericht - de zogeheten dakoriëntatie - heeft nauwelijks invloed op de piekbelasting veroorzaakt door decentrale productie met zonnepanelen. Hier is dus geen winst te behalen met het dimensioneren van LS-netten. We zijn in staat geweest een maat vast te stellen voor de gemiddelde gelijktijdigheid van groepen warmtepompen. Deze zogeheten gelijktijdigheidsfactor van 0,8 lijkt een goed uitgangspunt voor het netontwerp. De recente aanpassing van de ontwerpcriteria naar 4 kw gelijktijdig per woning voor het laagspanningsnet bleek in Hoog Dalem voldoende. Het gemiddeld gemeten gelijktijdig piekvermogen lag tussen de 1 en 1,5 kw zodat voldoende ruimte is voor groei door bijvoorbeeld elektrisch laden bij de woning. De opslagcapaciteit van de gebruikte accusystemen bleek (conform verwachting) te klein om optimale resultaten te behalen en een positieve business case te kunnen berekenen. Daar staat tegenover dat het in-home systeem - zoals beproefd in Hoog Dalem - uitstekend voldoet. Het is door projectpartner ABB inmiddels op de markt gebracht als integrale oplossing voor in-home energieoptimalisatie van zon, verwarming, ventilatie, opslag, etc. Gebleken dat de USEF processen van plan, validate en operate aan de verwachting voldoen: een verzoek tot flexibiliteit levert in de meeste gevallen een aanbod van flexibiliteit, op zijn beurt gevolgd door een verzoek die flexibiliteit te leveren. De capaciteit van de accu s in de wijk was echter te gering om een significante reductie van de netbelasting te zien. Het verkrijgen van interesse bij de wijkbewoners en de werving van deelnemers door gebruik te maken van voor af bepaalde persona s lijkt effectief te zijn geweest bij de uitrol van de pilot: 30% van de huishoudens in de wijk deed mee aan het project. De deelnemers willen goed geïnformeerd zijn over de voortgang en het nut van het project, maar ook over de financiële kant. Het what s in it for me is dus een belangrijk onderdeel in de communicatie. Niet alleen aan de start maar ook lopende het project. 6 Energieproject Hoog Dalem < Terug naar de inhoudsopgave

7 2. BESCHRIJVING VAN HET PROJECT De wijk Hoog Dalem bestond in 2014 uit ongeveer 150 woningen, grotendeels koop en een klein deel huur. In de aanloop naar het project is gekozen om alleen de koopwoningen in het project te betrekken. De bewoner is dan tevens eigenaar en die heeft zelf de vrijheid te bepalen of- en hoe hij wil deelnemen aan het project. Bij huurwoningen is dat lastiger, door de scheiding van eigenaarschap en gebruik. In totaal hebben aan de proeftuin 42 huishoudens deelgenomen. De deelnemers konden kiezen uit verschillende manieren om mee te doen PROPOSITIES Aan de potentiele deelnemers zijn verschillende proposities aangeboden. Ze geven ieder een eigen invulling aan de deelname aan het slimme energiesysteem van de toekomst. Propositie Technische kenmerken Aantal deelnemers Zon in mijn huis Bewaar mijn zon * PV-systeem + in-home systeem + accusysteem PV-systeem + in-home systeem + (buurtaccu) Nacht overdag In-home systeem + accusysteem 8 Referentiegroep Alleen een slimme meter 10 * De buurtaccu bij de bewaar mijn zon propositie is uiteindelijk niet geplaatst vanwege de beperkte belangstelling. De propositie sloeg onvoldoende aan bij de deelnemers. De drie deelnemers die wel in deze optie geïnteresseerd waren, zijn aan de referentiegroep toegevoegd. Zon in mijn huis De huishoudens hebben PV panelen en die worden gecombineerd met een accusysteem. Ook is er een smart start optie voor de vaatwasser en de wasmachine. De smart start optie van de apparaten maakt het mogelijk om de elektriciteitsvraag van het huishouden zoveel mogelijk te verplaatsen naar de uren dat de zon schijnt. Doel is om zoveel mogelijk zonne-energie zelf te gebruiken. De accu wordt ingezet om zonne-energie overdag op te slaan en die s avonds zelf weer te gebruiken. Bewaar mijn zon De huishoudens hebben PV-panelen en krijgen toegang tot een buurtbatterij. Ook is er een smart start optie voor de vaatwasser en de wasmachine. Doel is om zoveel mogelijk zonne-energie zelf te gebruiken waarbij deze tijdelijk opgeslagen kan worden in de buurtbatterij. Het gegeven 24 0 dat de elektriciteit van de zonnepanelen toch eerst via het net naar de accu gaat, om later weer te worden ingekocht via het net maakte deze propositie te moeilijk voor de deelnemers. Daarom werd deze voor de tests geschrapt. Nacht overdag De huishoudens hebben een accu in huis, maar geen zonnepanelen. In deze propositie reageert de accu op het verschil in dag/nacht tarief. De accu wordt geladen als de elektriciteitsprijs laag is en ontladen als de prijs hoog is. Dit kan eventueel worden uitgebreid met de inzet van de accu op variabele prijsprikkels, waarbij de accu reageert op meerdere prijsprikkels die gegeven worden. Referentiegroep Deze groep is zo minimaal als mogelijk betrokken bij het project en heeft toestemming gegeven de slimme meter uit te lezen. Zij krijgen hiervoor een slimme meter. De data uit de slimme meter worden gebruikt als referentie voor de meetresultaten van de andere deelnemers en voor prognoses van de niet stuurbare elektriciteitsvraag HET FYSIEKE/TECHNISCHE SYSTEEM Om de proposities werkend, meetbaar en geanalyseerd te krijgen, is in de woningen het nodige installatiewerk verricht. Daarbij zijn alle onderdelen aan elkaar gekoppeld, zodat ze met elkaar kunnen communiceren via het in-home systeem. De componenten van het energiesysteem Onderdelen die al in de woningen aanwezig waren, zoals de warmtepomp, vaatwasser en wasmachine, zijn gekoppeld aan nieuwe componenten: de zon-pv (investering door de deelnemers) en de accu die vanuit het project is geplaatst. Zie voor de inrichting afbeelding Zonnepanelen 2. Warmtepomp 3. Smart home/slimme meter 4. Accu U S E F Afbeelding 1: het slimme energiesysteem 5. Wasmachine/vaatwasser 6. Webportal 7. USEF 8. Elektriciteitsstation van Stedin in de wijk 7 Energieproject Hoog Dalem < Terug naar de inhoudsopgave

8 Het slimme in-home systeem Het in-home systeem omvat alle meetpunten die van belang zijn voor het project. Het systeem maakt het tevens mogelijk om de vaatwasser en de wasmachine te starten op het moment dat er bij de deelnemers met zonnepanelen zonnestroom beschikbaar is. Deze smart start valt wel altijd binnen een door de bewoner op te geven tijdsinterval. De effecten hiervan bleken beperkt en zijn daarom niet verder meegenomen in deze rapportage. De focus ligt op de impact van de accu s. De meetpunten: 1. Uitwisseling energie met het net 2. Energieverbruik van de warmtepomp 3. Energieverbruik in de keuken 4. Energieverbruik van de vaatwasser 5. Energieverbruik van de wasmachine 6. Opwekking van de zonnepanelen 7. Uitwisseling laden/ontladen van de accu 8. Toestand, state-of-charge, van de accu Afbeelding 2: het in-home systeem 2.3. AANSTURING GEDURENDE DE TESTPERIODE Deze verschillende proposities worden in het project eerst stand-alone getest, waarbij het energiesysteem de energiehuishouding in de woning zelf optimaliseert. In die periode wordt het Universal Smart Energy Framework (USEF) geïmplementeerd om wijksturing te kunnen toevoegen. Met USEF wordt de stuurlogica aangepast en wordt er niet meer alleen gestuurd op de doelstellingen van het huishouden, maar wordt de wijksturing er aan toegevoegd. Hiervoor wordt het bestaande laad- en ontlaadproces van accu s voorzien van een check vooraf, waarbij gekeken wordt of de accu flexibiliteit moet leveren op wijkniveau. Als dat het geval is, dan zal die vraag naar flexibiliteit altijd voor gaan op de doelstellingen van het huishouden. Er wordt dan dus afgeweken van het standaard gedrag. Dat betekent dat de propositie voor het huishouden hetzelfde blijft, maar dat de accu ook kan worden ingezet ter ondersteuning van het elektriciteitsnetwerk USEF, HET UNIVERSAL SMART ENERGY FRAMEWORK USEF, Het Universal Smart Energy Framework is ontwikkeld door de stichting USEF, waarvan Stedin één van de foundingpartners is. Het framework maakt het mogelijk iedereen die dat wenst op een gestandaardiseerde wijze toegang te geven tot de energiemarkt. Meer informatie is te vinden op de website Technische implementatie van USEF Voor de implementatie van USEF in de proeftuin, is de door de USEF-stichting geleverde Referentie Implementatie (RI) gebruikt. Deze RI bevat softwarepakketten voor alle marktrollen die in USEF worden beschreven in de vorm van plugable business components (PBC s). De marktrollen zijn in deze proeftuin in één ICT-omgeving geïmplementeerd, om de kosten te drukken en om mogelijke communicatie issues te voorkomen in het dataverkeer tussen verschillende omgevingen. De algemene PCB s uit de RI zijn, voor zover nodig, voor het Energieproject Hoog Dalem vervangen door componenten die passen binnen de gewenste functionaliteiten van het project. Functionele implementatie, beslisbomen Voor ieder van de proposities zijn beslisbomen opgesteld die de gewenste functionaliteit moeten borgen. Deze beslisbomen geven weer hoe de USEF control algoritmes die worden gebruikt voor de verschillende proposities, moeten werken. De beslisbomen geven stap voor stap weer op basis van welke parameters het systeem beslissingen zal maken. In de beslisbomen is eenduidig vastgelegd hoe de regelstrategie moet werken, dus op basis van welke criteria, en hoe de accu wordt aangestuurd. 8 Energieproject Hoog Dalem < Terug naar de inhoudsopgave

9 3. ANALYSES EN RESULTATEN In de navolgende hoofdstukken worden de analyses en resultaten besproken uit de proeftuin op de volgende onderwerpen: Impact op het laagspanningsnet Werking van USEF Klantparticipatie/-motivatie 3.1. IMPACT OP HET LAAGSPANNINGSNET In dit hoofdstuk worden de belangrijkste bevindingen toegelicht uit de analyses van de meetdata die uit de proeftuin Hoog Dalem zijn verkregen. Het accent van deze bevindingen ligt op het laagspanningsnetontwerp (LS-netontwerp). De geanalyseerde onderwerpen zijn: Impact van PV Impact van warmtepompen Gedrag van woningen inclusief PV en opslag Geaggregeerd gedrag woningen Ieder onderwerp wordt individueel toegelicht met de daarbij behorende bevindingen, relatie en relevantie voor het LS-netontwerp. Tot besluit volgt een overzicht van alle bevindingen. Impact PV-systemen op het LS-netontwerp Introductie Eén van de zaken die we hebben onderzocht is het effect van de verschillen in oriëntatie van de zonnepanelen. De aanname was dat de piekbelasting van de gezamenlijke opwekking van alle panelen in de wijk significant lager uit zou kunnen vallen, doordat de meer oostelijk gerichte panelen eerder hun maximale opwekking hebben dan de meer westelijk georiënteerde panelen. Daar blijkt echter niet veel voordeel te halen voor de maximale teruglevering waarmee in het netontwerp rekening moet worden gehouden. In het voor- en najaar is er dan wel een verschil in piekbelasting te meten, maar in hartje zomer is het verschil verwaarloosbaar. Hieronder wordt dit nader uitgewerkt. Figuur 1: opgewekt PV-vermogen door panelen met verschillende oriëntatie Duidelijk is te zien dat door het verschil in oriëntatie de piek van de PV-systemen niet samen valt. Hieruit volgt dat de piek van de som kleiner is dan de som van de piek. De vraag is of- en hoe dit gebruikt kan worden in integratiestudies van PV-systemen in bestaande LS-netten. In het geval dat een kritische waarde wordt bereikt, gebaseerd op globale berekeningen, kunnen investeringen wellicht voorkomen of uitgesteld worden door nauwkeuriger te rekenen en de oriëntatie van de panelen in de berekening mee te nemen. Wat hier de meerwaarde van is, is onderzocht aan de hand van meetdata uit de proeftuin Hoog Dalem. Aangezien het ontwerp van het LS-net het gehele jaar moet voldoen, is de analyse voor vier momenten in een jaar uitgevoerd voor panelen met West-Zuid oriëntatie en voor panelen met een Oost-Zuid oriëntatie. In figuur 1 is het bruto opgewekte PV vermogen van twee deelnemers aan het Hoog Dalem project afgebeeld. De meting is gedaan op Het was een zonnige dag. Deze twee woningen hebben een verschillende oriëntatie. Het betreft panelen op een woning die zijn georiënteerd op het oosten terwijl de panelen van de andere woning georiënteerd zijn op het zuiden. 9 Energieproject Hoog Dalem < Terug naar de inhoudsopgave

10 Figuur 2: PV-vermogen van panelen met een Zuid en een West oriëntatie In figuur 2 is het PV-vermogen van twee adressen weergegeven. De panelen op deze woningen hebben een West-Zuid oriëntatie. In deze figuur is goed te zien dat in de winter, lente en herfst de momenten waarop beide panelen hun piekvermogen genereren niet samenvallen. In de zomerperiode is de stand van de zon zodanig dat de piek van beide panelen nagenoeg samenvallen. 10 Energieproject Hoog Dalem < Terug naar de inhoudsopgave

11 Figuur 3: PV-vermogen van panelen met een Zuid en een Oost oriëntatie Een dergelijke analyse is gedaan worden voor adressen waar de panelen Zuid-Oost georiënteerd zijn. Het opgewekte PV-vermogen voor deze oriëntatie is in figuur 3 weergegeven. Ook hier is duidelijk te zien dat in de winter, lente en herfst de piek niet gelijktijdig valt. Aangezien de zon in het oosten op komt, hebben de oostelijk georiënteerde panelen als eerste de piek. Dit is goed te zien in figuur 3. De panelen met de west oriëntatie hebben als laatste de piek doordat de zon in het westen onder gaat. Dit is in figuur 3 eveneens goed te zien. Metingen van beide oriëntaties laten zien dat in de zomer de piek nagenoeg gelijk valt. 11 Energieproject Hoog Dalem < Terug naar de inhoudsopgave

12 Om het verschil nader te onderzoeken is gekeken naar de som van de piekwaarden (gelijktijdigheid niet in acht genomen) van beide oriëntaties en de piek van de somwaarde (gelijktijdigheid in acht genomen). Dit is voor beide voorbeelden gedaan en voor de vier momenten in een jaar. Het procentuele verschil tussen deze waarden is berekend en weergegeven in onderstaande tabel Zuid-West oriëntatie 3,4% 1,2% 0,7% 2,2% Zuid-Oost oriëntatie 4,6% 4,1% 1,3% 4,1% Procentuele verschil in piekwaarde met en zonder inachtneming van gelijktijdigheid In de tabel is te zien dat het procentuele verschil van de waarde van de ongelijktijdige en gelijktijdige piek minimaal is (0,7% en 1,3%). Geconcludeerd kan worden dat dit een dermate klein verschil is dat voor het netontwerp de oriëntatie geen rol speelt en er dus niet in betrokken hoeft te worden. Impact van Warmtepompen op het LS-netontwerp Relatie met buitentemperatuur In figuur 4 is het opgenomen warmtepompvermogen van de groep warmtepompen in de proeftuin Hoog Dalem voor een week weergegeven. Tevens is in de figuur de gemeten buitentemperatuur opgenomen (rode lijn). Uit de grafiek is af te leiden dat een fluctuatie in de buitentemperatuur al vrij snel een verandering in het vermogen van de warmtepomp teweegbrengt. Deze veranderingen zijn een inverse van elkaar, een stijging in temperatuur resulteert in een daling van het vermogen en vice versa. Het figuur geeft de som van de energievraag door warmtepompen weer over de periode t/m Binnen deze periode fluctueert de buitentemperatuur tussen -5 en 9 C. De gemeten buitentemperatuur (uur-waarden) is afkomstig uit meetgegevens beschikbaar gesteld door het KNMI, uit weerstation Herrewijnen. Geconcludeerd kan worden uit de meting dat er een directe relatie is tussen warmtepompvermogen en buitentemperatuur. Deze relatie wordt bevestigd door de fabrikant, die in de handleiding aangeeft dat de warmtepomp is uitgerust met een temperatuursensor die de buitentemperatuur meet. De warmtepompen reageren op een verandering in de buitentemperatuur. Introductie De warmtepompen in Hoog Dalem worden aangestuurd door een buitensensor, die direct reageert op temperatuurveranderingen. Door metingen hebben we nu onder andere een zogeheten gelijktijdigheidsfactor weten vast te stellen. Die vormt een solide uitgangspunt voor toekomstige netontwerpen. Ook hebben we kunnen vaststellen dat de warmtepompen maar voor hele korte tijd op hun volle vermogen draaien. Voor de analyse van de warmtepompen is de meetperiode van t/m gebruikt. In deze periode vallen twee winters. Voor het netontwerp is van belang hoe een groep warmtepompen zich gedraagt en om deze reden zijn de warmtepompen in Hoog Dalem als groep beschouwd. De volgende relaties zijn onderzocht: Figuur 4: relatie tussen warmtepompvermogen en de buitentemperatuur Relatie tussen buitentemperatuur en opgenomen vermogen door de warmtepomp Het gelijktijdig vermogen van de groep warmtepompen De periode van opgetreden piekvermogen per warmtepomp 12 Energieproject Hoog Dalem < Terug naar de inhoudsopgave

13 Het gelijktijdig vermogen van de groep warmtepompen Het tweede aspect dat onderzocht is, is het gelijktijdige gedrag van de groep warmtepompen. Gelijktijdigheid van belasting is een belangrijk onderdeel in het ontwerpen van elektriciteitsnetten. Aangezien niet iedereen op hetzelfde moment het maximale vermogen opneemt, hoeft het elektriciteitsnet niet voor dit maximum te worden uitgelegd. In het ontwerp kunnen we volstaan met een kleiner maximum. Hiertoe worden zogenaamde gelijktijdigheidsfactoren toegepast. Van traditionele woonhuisbelastingen zijn deze redelijk goed bekend. Maar voor nieuwe ontwikkelingen zoals warmtepompen, moeten deze nog worden vastgesteld. Met behulp van de meetdata van de warmtepompen in Hoog Dalem is per kwartier in de meetperiode de gelijktijdigheid berekend. In figuur 5 is de gelijktijdigheid als functie van de buitentemperatuur weergegeven. Uit deze meetperiode blijkt dat voor slechts 0,6% van de tijd de gelijktijdigheidfactor van de groep warmtepompen boven de 0,8 uit komt. Hieruit kan geconcludeerd worden dat een gelijktijdigheidsfactor van 0,8 voor het warmtepompvermogen een geschikte waarde lijkt te zijn. Hierbij dient vermeld te worden dat in de meetperiode geen extreem koude dagen zijn voorgekomen met waarden kleiner dan -10 C. Periode van opgetreden piekvermogen per warmtepomp In figuur 6 is een belastingduurkromme van het gemiddelde warmtepompvermogen afgebeeld. De belastingduurkromme illustreert de variatie die het vermogen heeft en hoe vaak de verschillende waardes voorkomen in de tijd Gelijktijdigheid Temperatuur [ C] Figuur 5: gelijktijdigheidsfactor warmtepompen als functie van de buitentemperatuur In figuur 5 zijn alle grijze punten de gemeten gelijktijdigheidsfactoren voor een bepaalde kwartierwaarde. De groene lijn geeft hier de minimumwaarde aan en de rode lijn de maximumwaarde. De zwarte lijn is het gemiddelde van alle grijze punten. Te zien is dat naarmate het kouder wordt de gelijktijdigheid toeneemt. Dat is conform verwachting. Tussen de -10 en 10 C lijkt een lineair verband aanwezig, dat gemiddeld genomen de waarde 0,8 aanneemt bij -10 C. Figuur 6: belastingduurkromme van gemiddeld warmtepompvermogen Gedrag van woningen inclusief PV en opslag In de proeftuin Hoog Dalem is een aantal woningen uitgerust met een accu als opslagsysteem. Aanvankelijk wordt het opslagsysteem in individuele huizen gebruikt om indien de PV-systemen meer vermogen opwekken dan er wordt gebruikt, deze energie te bewaren voor een later moment als er meer vraag is dan dat de panelen produceren. In plaats van terug te leveren aan het LS-net, begint op dat moment het opslagsysteem de opgewekte energie in de accu op te slaan. Op het moment dat het PV-systeem niet voldoende opwekt, wordt eerst de energie uit de accu gebruikt, voordat een beroep op het LS-net wordt gedaan. Als de accu leeg is, wordt voor het energiegebruik in de woning energie uit het LS-net opgenomen. 13 Energieproject Hoog Dalem < Terug naar de inhoudsopgave

14 Slimme meter Batterij Slimme Meter PV SM zonder Batterij Opslaan van energie Gebruik van opgeslagen energie Met opslagsysteem Zonder opslagsysteem Figuur 7:impact van een opslagsysteem op netto uitwisseling van een woning met het LS-net In figuur 7 zijn de meetgegevens van de slimme meter, opslagsysteem en PV-systeem van een woning weergegeven. De slimme meterdata geven hier in principe de netto uitwisseling met het LS-net weer. Om het effect van het opslagsysteem te illustreren is de netto uitwisseling met en zonder opslagsysteem weergegeven. Uit figuur 7 volgt dat het opslagsysteem de PV energie opslaat op het moment dat deze aan het LS-net wordt (terug) geleverd. Wat hierbij opvalt is dat de accu al vol is voordat het piekvermogen van het PV-systeem wordt bereikt. In figuur 7 is tevens te zien dat eerst energie uit de accu wordt gebruikt, voordat deze uit het LS-net wordt opgenomen. Wat ook opvalt, is dat de accu al leeg is voordat de piekbelasting s avonds optreedt. Hieruit kan geconcludeerd worden dat het opslagsysteem zoals het in Hoog Dalem is gebruikt niet leidt tot een verlaging in de piek bij het terugleveren van zonne-energie en niet leidt tot een verlaging van de piek in het gebruik. Het valt op dat de capaciteit van het opslagsysteem klein is, waardoor het effect van een dergelijk systeem in deze configuratie ook beperkt is. Het op deze wijze inzetten van een opslagsysteem heeft geen impact op de wijze waarop LS-netten ontworpen worden. 14 Energieproject Hoog Dalem < Terug naar de inhoudsopgave

15 Geaggregeerd gedrag woningen proeftuin Hoog Dalem op het LS-net Doordat de deelnemers aan de proeftuin in Hoog Dalem de slimme meterdata ter beschikking hebben gesteld, is het mogelijk het geaggregeerde gedrag van de woningen op het LS-net te onderzoeken. Hiertoe zijn per kwartierwaarde van alle deelnemers het maximum, minimum en gemiddelde bepaald. Dit is over de periode van t/m weergegeven in figuur Count Histogram slimme meter uitwisseling Hoog Dalem Max Mean Min Vermogen [Watt] Figuur 8: histogram van de minimale, gemiddelde en maximale waarde in een kwartier van alle deelnemers De histogrammen behorende bij de minimale en maximale waarden geven aan hoe vaak welke waarde is opgetreden, waarbij het maximum of minimum door één individuele deelnemer kan zijn veroorzaakt. Dit laat zien waartussen het opgenomen en terug geleverde vermogen van een aansluiting kan variëren en met welke frequentie dit voorkomt. Het histogram van de gemiddelde kwartierwaarden geeft het geaggregeerde gedrag van de groep deelnemers weer. Te zien is dat waarden die het meest voorkomen tussen de 1 en 1,5 kw liggen. Extremen boven 4 kw komen zelden voor. Uit het histogram voor de maximale waarden volgt dat in het meest extreme geval een individuele aansluiting een vermogen van 10 kw afneemt. Het histogram van het gemiddelde laat zien dat deze waarden uitmiddelen en dat een enkele woning niet voor dit maximum gewaardeerd hoeft te worden. Een dergelijke redenering gaat ook op voor het terug geleverde vermogen. Uit het histogram van minimale waarden volgt dat het minimum ligt op -6 kw. Ook deze waarden middelen uit, waardoor het gemiddelde terug geleverde vermogen per aansluiting op -2 kw uitkomt. Te verwachten is dat deze waarden hoger worden als het penetratieniveau van PV-systemen toeneemt CONCLUSIES OVER DE IMPACT VAN HET PROJECT OP DE NETTEN PV-systemen De impact van de oriëntatie van PV-systemen is nihil en er valt dus geen winst te behalen door de oriëntatie op te nemen in het netontwerp bij het dimensioneren van LS-netten. Warmtepompen Een buitensensor zorgt ervoor dat warmtepompen uit de proeftuin Hoog Dalem direct reageren op een temperatuursverandering. De gemiddelde gelijktijdigheid van een groep warmte pompen is voor 99,4% van de tijd kleiner dan 0,8. Het opnemen van 0,8 als gelijktijdigheidsfactor voor het waarderen van een groep warmtepompen lijkt een goed uitgangspunt voor het netontwerp. Het maximale vermogen per warmtepomp wordt slechts voor een zeer beperkte tijd afgenomen. Opslagsystemen De inzet van opslagsystemen zoals besproken in dit document leidt nauwelijks reductie van het piekvermogen en heeft derhalve geen significante invloed op het net-ontwerp. De grootte van het opslagsysteem is dermate klein dat mede hierdoor de opslagsystemen geen significante invloed hebben op het netontwerp. Geaggregeerd gedrag woningen op het LS-net Extreme belastingwaarden per individuele aansluiting middelen uit door de grote hoeveelheid aansluitingen op een LS-kabel. Dit geldt voor zowel levering als terug levering. Indien de penetratiegraad van PV systemen toe neemt wordt verwacht dat de gelijktijdige terugleverpiek toe zal nemen. Het gemiddelde afgenomen vermogen per aansluiting bevindt zich tussen de 1 en 1,5 kw. Gezien de resultaten van de analyses is het ontwerpvermogen van 4 kw per aansluiting, dat Stedin op dit ogenblik hanteert, ruim voldoende om alle toekomstige ontwikkelingen te kunnen faciliteren. 15 Energieproject Hoog Dalem < Terug naar de inhoudsopgave

16 4. USEF 4.1. INTRODUCTIE Zon- en windenergie kunnen niet makkelijk aan de vraag worden aangepast zoals een fossiele centrale dat wel kan. Dat betekent dat er plaatselijk en tijdelijk overschotten en tekorten kunnen ontstaan. Om hier slim mee om te gaan, is een systeem nodig dat vraag en aanbod van elektriciteit continu gelijk aan elkaar houdt én overbelasting van de netten voorkomt. Met een aantal belanghebbende partijen in de energiewereld heeft Stedin een systeem ontwikkeld dat geheel automatisch vraag naar en aanbod van energie bij elkaar brengt en dat rekening houdt met de netcapaciteit. Dit Universal Smart Energy Framework (USEF) is toegepast in Hoog Dalem om binnen de wijk de netbelasting te beïnvloeden. Doel van de partijen die USEF ontwikkelen is te komen tot een Europese standaard, waarmee de besturing van het elektriciteitssysteem slimmer gemaakt wordt. Met USEF is wijksturing toegevoegd aan de proeftuin Hoog Dalem. Dat betekent bijvoorbeeld dat de accu s in de woningen worden ingezet om het energiegebruik op huisniveau te optimaliseren en de piekbelasting in het elektriciteitsnet te voorkomen. In Hoog Dalem is USEF getest onder concrete omstandigheden en met échte voorspellingen en data. Inzet accu s De flexibiliteit die de accu s kunnen leveren, wordt op twee manieren ingezet. Bij proeftuin-deelnemers die kozen voor de Zon in Huis propositie, wordt de accu beschouwd als een belasting die verschoven kan worden over de tijd. Daarbij wordt ervan uitgegaan dat, zodra de accu is aangezet, deze met een constant vermogen van 750 Watt gedurende negen kwartier laadt, waarna de accu vol is. Ook wordt verondersteld dat de accu aan het begin van iedere avond weer is ontladen. Voor de Nacht Overdag propositie geldt iets soortgelijks, alleen betreft het nu een generator die kan worden verschoven. De accu is iedere morgen vanaf 06:00 uur volledig geladen, waarna de accu kan worden ingezet om de woning overdag (deels) van elektriciteit te voorzien. Aangezien iedere afzonderlijke accu in deze proef dus maar met één doel wordt ingezet is dit niet de meest optimale manier voor het inzetten van de accu s. De proef geeft echter wel een beeld hoe de accu s in combinatie met USEF gebruikt kunnen worden. In een vervolgproject zou het optimaler inzetten van de accu s toegevoegde waarde hebben. Omdat USEF zwaar leunt op voorspellingen, is hiervoor een eenvoudig algoritme ontwikkeld. De belasting voor een dag wordt voorspeld aan de hand van data uit een referentiegroep. Hiervoor wordt het gemiddelde genomen van dezelfde dag de drie weken ervoor van die referentiegroep. De hoeveelheid elektriciteit die wordt opgewekt, wordt voorspeld op basis van data van PVGIS ( en de te verwachte bewolking (via Wunderground - Om de werking van USEF goed te kunnen bekijken, hebben we eigenlijk (de kans op) congestie nodig. Omdat er in werkelijkheid geen congestie plaatsvindt in Hoog Dalem - het netwerk is zwaar genoeg aangelegd - hebben we de grenzen van het netwerk virtueel teruggebracht naar +/- 30 kilowatt (kw). Deze grenzen leveren op basis van de hoeveelheid zonnepanelen en de warmtepompen dit virtueel risico op congestie op Energieproject Hoog Dalem < Terug naar de inhoudsopgave

17 Afbeelding 3: de centrale rol van de aggregator binnen USEF 4.2. USEF IN EEN NOTENDOP Door middel van USEF kan flexibiliteit in de energiebehoefte en productie van prosumers, consumenten die ook zelf produceren, beschikbaar gesteld worden aan partijen die behoefte hebben aan deze flexibiliteit. Daarbij gaat het om Balance Responsible Parties - BRP s - en Distribution Service Operators - DSO s, lees ruwweg: leveranciers en netbeheerders. Een centrale rol is in USEF weggelegd voor de aggregator, die het beschikbare aanbod van flexibiliteit van zijn klanten bundelt. Afbeelding 3 typeert de positie van de aggregator binnen USEF. USEF onderkent op het meest abstracte niveau van het proces vijf fases. Deze vijf processtappen maken het gebruiken van flexibiliteit mogelijk, zie afbeelding 4. Een korte beschrijving van de verschillende USEF-fases wordt hieronder gegeven. Planfase De eerste stap in de planfase is het bijwerken van de Common Reference. Dit is een bestand waarin per aansluiting is vastgelegd welke aggregator en welke BRP een relatie hebben en tot welk congestiepunt de aansluiting hoort (optioneel). Deze informatie wordt vervolgens door de diverse partijen geraadpleegd om de vervolgstappen te kunnen uitvoeren. In de planfase verzamelt de aggregator de voorspelde energiebehoefte van zijn klanten voor de volgende dag, inclusief de flexibiliteit die deze energiebehoefte kent. Dit wordt vastgelegd per kwartier en geaggregeerd tot een zogeheten A-plan (alleen de energiebehoefte). Dit A-plan wordt aan de BRP gestuurd, die vervolgens kijkt of hij flexibiliteit nodig heeft. In Hoog Dalem is dit nooit het geval. In dit project is geen actieve BRP zodat dat de BRP het A-plan altijd een-op-een overneemt. De focus in dit project ligt op de samenwerking tussen de DSO, de aggregator en de deelnemers - de prosumenten. Afbeelding 4: de processtappen binnen USEF Contractfase In de contractfase moeten de contracten worden afgesloten tussen de verschillende partijen zoals in afbeelding 3 aangegeven. Dit is de voorwaarde om een flexibiliteitsmarkt te kunnen starten. Parallel hieraan bepaalt de DSO voor alle non-aggregator aansluitingen - aansluitingen die geen relatie hebben met een aggregator - de verwachte energiebehoefte. Dit gebeurt per congestiepunt en is noodzakelijk omdat ook deze energiebehoefte bijdraagt aan de potentiële congestie. In Hoog Dalem zijn er geen non-aggregator connecties omdat voor het bepalen van de virtuele congestie alleen naar het gedrag van de deelnemers aan het project wordt gekeken, waardoor die additionele energievraag altijd 0 is. 17 Energieproject Hoog Dalem < Terug naar de inhoudsopgave

18 Validate fase Nadat in de planfase het A-plan is vastgesteld, gaat de validate fase in. In deze fase kijkt de DSO voor ieder congestiepunt of de benodigde energie kan worden getransporteerd. Hiertoe krijgt hij van alle aggregators achter een congestiepunt een zogeheten D-prognose met daarin per kwartier het gemiddelde (geaggregeerde) vermogen dat moet worden getransporteerd. Op basis van de D-prognoses en de non-aggregator voorspelling bepaalt de DSO of voor een bepaald congestiepunt flexibiliteit nodig is. Verderop in dit hoofdstuk wordt uitgebreid ingegaan op de stappen in de validate fase in Hoog Dalem. Operate fase Gedurende de operate fase probeert de aggregator om zo dicht mogelijk bij zijn plan te blijven, waarbij het vooral van belang is dat hij de beloofde flexibiliteit levert aan (in het geval van Hoog Dalem) de DSO. Hoewel het mogelijk is om tijdens de operate fase bij te sturen gebeurt dit in Hoog Dalem beperkt. De accu s krijgen vooraf een stuursignaal dat bepaalt op welk moment de accu moet gaan laden (bij de Zon in Huis propositie) dan wel moet gaan ontladen (bij Nacht Overdag). De mate van laden/ontladen wordt wel op het moment zelf bepaald, met een vastgesteld maximum. Settlement fase Gedurende de settlement fase wordt de geleverde flexibiliteit verrekend. In Hoog Dalem worden de processen in deze fase weliswaar uitgevoerd 2, maar de uitkomsten ervan hebben geen toegevoegde waarde, omdat alle prijzen voor flexibiliteit op nihil zijn gezet. Er zijn geen contracten binnen het project afgesloten die verschillende prijzen aan flexibiliteit van verschillende deelnemers geven EERSTE D-PROGNOSE Bij de eerste D-prognose gaat de aggregator ervan uit dat de accu s worden ingezet om de propositie van de huishoudens zo optimaal mogelijk te vervullen VRAAG OM FLEXIBILITEIT Figuur 10: flexrequest Tussen 12:30 en 14:00 wordt er volgens de prognose te veel energie terug geleverd aan het net, doordat er te veel wordt geproduceerd door de zonnepanelen. Om 21:00 en 21:30 moet te veel energie geleverd worden als gevolg van de (te) hoge energieconsumptie. In beide situaties zou er een overbelasting ontstaan als er geen maatregelen worden genomen. Daarom vraagt de DSO naar flexibiliteit door middel van een zogeheten FlexRequest, de rode vlakken in figuur 10, om de belasting op het net gedurende die piekmomenten terug te brengen. In het FlexRequest wordt ook aangegeven op welke tijdstippen er nog ruimte in het net is, zodat de aggregator weet naar welk tijdstip hij de belasting het beste kan verschuiven AANBOD VAN FLEXIBILITEIT De gevraagde flexibiliteit kan door een aggregator worden aangeboden door middel van een FlexOffer. In zo n FlexOffer zit niet alleen de aangeboden flexibiliteit zelf, maar ook het effect dat het bieden van flexibiliteit heeft op andere tijdstippen. Immers, indien een accu op een later tijdstip wordt ingezet vanwege de gevraagde flexibiliteit, kan deze niet ook op het oorspronkelijke tijdstip worden ingezet. Een verlaging van het terug leveren op tijdstip t heeft dus als effect dat er op het oorspronkelijke tijdstip een verhoging van het terug leveren is. Figuur 9: eerste D-prognose In figuur 9 wordt de eerste D-prognose die is berekend op basis van alle huishoudens met flexibiliteit (Zon in Huis en Nacht Overdag) door de aggregator weergegeven. Figuur 11: flexoffer 2 De benodigde processen zijn standaard aanwezig in de kern van de USEF referentie implementatie 18 Energieproject Hoog Dalem < Terug naar de inhoudsopgave

19 In figuur 11 is het FlexOffer weergegeven dat de aggregator aan de DSO aanbiedt, de groene vlakken. Hierin is te zien dat het verzoek tot verlagen van het terug leveren tussen 12:30 en 14:00 een FlexOffer geeft met een verlaging tussen 12:30 en 14:45 3 en tussen 09:15 en 12:30 een toename in terug leveren geeft 4. De flexibiliteit die de aggregator aanbiedt om de piek in consumptie om 21:00 en 21:30 uur op te lossen heeft een vergelijkbaar maar tegengesteld effect in de ochtend. Nadat de eerste iteratie van de processtappen is afgerond volgt een nieuwe D-prognose die door de aggregator aan de DSO wordt opgestuurd. Dit is weergegeven in figuur 12. Omdat in de volgende iteraties geen flexibiliteit meer wordt aangeboden is dit tevens de finale D-prognose WERKELIJKE WAARDEN De aangeboden flexibiliteit wordt één op één besteld door de DSO, ook als hierdoor niet alle congestie wordt voorkomen. Als gevolg zal in een volgende iteratie een nieuw verzoek om flexibiliteit volgen, wat vervolgens niet kan worden vervuld omdat de aggregator alle flexibiliteit al heeft weggegeven. De gate closure check zorgt ervoor dat er aan het einde van de dag een plan voor de volgende dag ligt FINALE D-PROGNOSIS Figuur 13: werkelijke waarden In de vorige paragrafen is beschreven hoe via de USEF processtappen een voorspelling voor de volgende dag wordt gecreëerd. De aggregator zal proberen deze voorspelling zo goed mogelijk te benaderen. Uit figuur 13 blijkt echter dat dit niet geheel lukt. Het - vanuit de DSO gezien - belangrijkste doel is deze dag echter wel gehaald: de pieken zijn zodanig verlaagd dat de limieten niet zijn overschreden. Figuur 12: finale D-prognose 3 Dit heeft te maken met de manier waarop de aggregator flexibiliteit kan leveren. 4 De toename in terugleveren na 14:45 wordt veroorzaakt door de wijze waarop de aggregator applicatie werkt. De aanname is dat iedere batterij met 750 Watt laadt tenzij het surplus aan generatie lager is. Hierdoor valt het FlexOffer lager uit dan verwacht, wat een beperkt effect heeft op de PTUs (een PTU is de tijdseenheid voor de energiehandel; in Nederland duurt een PTU voor elektriciteit 15 minuten) volgend op de periode dat de flexibiliteit daadwerkelijk wordt geleverd. 19 Energieproject Hoog Dalem < Terug naar de inhoudsopgave

20 5. USEF ANALYSE HOOG DALEM 5.1. INTRODUCTIE Gedurende de periode tot en met is USEF getest in de proeftuin Hoog Dalem. In dit hoofdstuk worden de resultaten van deze test besproken. Deze analyse bestaat uit twee delen. Allereerst wordt gekeken naar de proceskant van USEF - hoe is het verloop geweest van de in USEF beschreven processtappen. In het tweede deel van de analyse is onderzocht in hoeverre USEF heeft kunnen helpen in het voorkomen van congestie. Dit hoofdstuk sluit af met een conclusie en aanbevelingen voor toekomstige proeftuinen FLEXIBILITEITSBRONNEN In Hoog Dalem wordt de flexibiliteit geleverd door de accu s. Deze zijn onder te verdelen in twee groepen, die ieder op een andere manier flexibiliteit leveren. Deze groepen zijn direct gekoppeld aan de proposities Zon in Huis en Nacht Overdag. De werking is als volgt: Zon In Huis. De accu kan worden beschouwd als een belasting die kan worden verschoven in de tijd. Er wordt aangenomen dat de Zon in Huis accu vanaf het moment dat deze wordt geactiveerd gedurende 9 PTU 7 s (2,25 uur) 750 Watt consumeert 5. Dit impliceert dat de flexibiliteit die deze accu kan leveren alleen beschikbaar is als er voldoende zonne-energie wordt opgewekt. In totaal zijn er 24 accu s die volgens dit principe werken, wat neerkomt op een maximale belasting van 18 kw (gedurende 9 PTU s). Nacht Overdag. De accu kan worden beschouwd als een generator die kan worden verschoven in de tijd. Er wordt aangenomen dat de Nacht Overdag accu vanaf het moment dat deze wordt geactiveerd gedurende 9 PTU s (2,25 uur) 750 Watt produceert. Het venster waarbinnen deze batterij kan worden ingezet is beperkt tot de momenten waarop het hoge tarief geldt. Tijdens perioden met een laag tarief wordt de accu geladen. In totaal zijn er 8 accu s die volgens dit principe werken, wat neerkomt op een maximale productie van 6 kw (gedurende 9 PTU s). (Zon in Huis) dan wel geladen (Nacht Overdag) zijn. Gezien de beperkte capaciteit van de accu s (effectief 1.61 kwh 6 ) is deze aanname valide USEF BERICHTEN In de USEF specificatie is vastgelegd welke berichten tussen de verschillende rollen worden uitgewisseld en in welke volgorde. In het geval van de proeftuin Hoog Dalem betreft het hier (voornamelijk) de berichtenuitwisseling tussen de aggregator en de netbeheerder (DSO), die plaatsvindt tijdens de zogeheten validate fase. De belangrijkste (voor de analyse van de proeftuin) zijn: D-prognose. Hiermee begint het proces om vast te stellen of de DSO flexibiliteit nodig heeft om congestie te voorkomen. Het bevat per PTU de som van het geprognotiseerde gemiddelde vermogen van de huishoudens in Hoog Dalem. FlexRequest. Indien de DSO flexibiliteit nodig heeft, wordt dit kenbaar gemaakt door middel van een FlexRequest. Per PTU wordt aangegeven hoeveel reductie van vermogen nodig is. Ook wordt aangegeven hoeveel ruimte er nog is in de overige PTU s. In de proeftuin Hoog Dalem is flexibiliteit nodig indien het vermogen buiten het interval -30 kw tot 30 kw valt. FlexOffer. Hierin staat het aanbod van flexibiliteit door de aggregator aan de DSO. Dit betreft zowel de gevraagde reductie als het gevolg hiervan op andere PTU s. Indien een D-prognose tot een flexibiliteitsverzoek heeft geleid, volgen iteraties, totdat er geen flexibiliteit meer nodig is of de gate closure 8 is verstreken. Figuur 14 geeft een overzicht van de frequentie van het aantal iteraties dat het proces heeft doorlopen. Aanname is dat de accu s aan het begin van de dag klaar staan om volgens bovenstaande principes te kunnen werken. Dat betekent dus dat de accu s volledig ontladen Figuur 14: aantal iteraties 5 In werkelijkheid is dit het maximum vermogen dat kan worden geconsumeerd. Omdat alleen het overschot aan opgewekte energie wordt opgeslagen wordt soms met een lager vermogen geladen. 6 De accu s hebben een capaciteit van 2.3 kwh. Er wordt echter een veiligheidsmarge qua laden/ontladen gehanteerd, waardoor slechts 70% van de capaciteit bruikbaar is. 7 Program Time Unit, is de tijdseenheid waarmee de energiemarkt werkt (ook wel kwartierwaarde genoemd). 8 Het tijdstip waarop er geen handel in flexibiliteit meer mogelijk is. 20 Energieproject Hoog Dalem < Terug naar de inhoudsopgave

21 Van de in totaal 365 dagen zijn er 320 geweest, waarop er ten minste één D-prognose is verstuurd (87.7%). In de overige gevallen is er iets misgegaan met de uitwisseling van berichten. Dit hing grotendeels samen met een storing van het systeem waarop de Hoog Dalem implementatie is gehost. De overige storingen zijn vermoedelijk het gevolg geweest van onderhoud aan het systeem. Hieronder wordt een verdere analyse gegeven van de flexibiliteitsverzoeken. Enkele D-prognose per dag Op 71 dagen is er slechts één D-prognose gestuurd. Dit impliceert dat er geen flexibiliteitsverzoek is geweest - dit zou immers leiden tot een tweede D-prognose. Nader onderzoek wijst uit dat van deze 71 dagen er 12 zijn waarbij ten minste één van de PTU s een waarde groter dan 30 kw of kleiner dan -30 kw heeft. Analyse leert dat er weliswaar een flexibiliteitsverzoek is verstuurd door de DSO (en ontvangen door de aggregator), maar dat de aggregator hier vervolgens geen flexibiliteitsoffer op heeft laten volgen. De mogelijke oorzaak hiervoor is dat de aggregator geen flexibiliteit beschikbaar heeft gehad. Nadere analyse van de logfiles is nodig om dit met zekerheid vast te stellen. Overigens is het in de praktijk heel goed mogelijk dat een aggregator op bepaalde dagen geen flexibiliteit heeft. Daar zal dus in de toekomst op geanticipeerd 9 moeten worden. In totaal zijn er dus 59 dagen geweest waarbij de D-prognoses binnen de capaciteit van het netwerk zijn gebleven. Dat wil overigens niet zeggen dat de totale belasting ook daadwerkelijk binnen de (virtuele) capaciteit van het netwerk is gebleven. Meerdere D-prognoses per dag Op 249 dagen is er minstens één verzoek om flexibiliteit geweest, wat af te leiden is aan het aantal D-prognoses dat op die betreffende dagen is verstuurd. Doordat de beschikbare hoeveelheid flexibiliteit beperkt is, was het niet in alle gevallen mogelijk om voldoende flexibiliteit te leveren om uit te komen op een D-prognose die binnen de grenzen van capaciteit van het net blijven. We onderkennen 4 gevallen, te weten: 1. voldoende flexibiliteit beschikbaar 2. te weinig flexibiliteit om onder de bovengrens te blijven 3. te weinig flexibiliteit om boven de ondergrens te blijven 4. zowel onder als bovengrens worden overschreden In de volgende paragraaf onderwerpen we deze resultaten aan een nadere analyse ANALYSE GEOFFREERDE FLEXIBILITEIT Onderstaande tabel geeft een totaaloverzicht van de resultaten met betrekking tot het USEF berichtenverkeer. Situatie Aantal dagen Percentage Geen flex nodig Voldoende flex beschikbaar Te weinig flex beschikbaar Fout in flex proces Geen data-uitwisseling In de eerste twee gevallen heeft het validate proces zijn werk naar behoren gedaan. Er is ofwel geen flexibiliteit nodig, ofwel er wordt voldoende flexibiliteit aangeboden om binnen de marges van het net te blijven. De twee laatste gevallen duiden op een verstoring van het proces, waardoor de validate fase niet (goed) wordt doorlopen. Dat dit relatief vaak voorkomt, wordt veroorzaakt doordat het monitoren van de ICT-systemen slechts beperkt is uitgevoerd, waardoor het soms lang heeft geduurd voordat storingen werden ontdekt. Van de in totaal 365 dagen zijn er 320 geweest, waarop er ten minste één D-prognose is verstuurd (87.7%). In de overige gevallen is er iets misgegaan met de uitwisseling van berichten. Dit hing grotendeels samen met een storing van het systeem waarop de Hoog Dalem implementatie is gehost. De overige storingen zijn vermoedelijk het gevolg geweest van onderhoud aan het systeem. Figuur 15: hoeveelheid gevraagde flexibiliteit De dagen waarop er onvoldoende flexibiliteit beschikbaar was, zijn onder te verdelen in de dagen met te veel productie (12 dagen), te veel consumptie (180 dagen) of beide (7 dagen). Er is dus vooral te weinig flexibiliteit is geweest om de consumptiepiek te kunnen opvangen. Dit valt te verklaren door het beperkte aantal batterijen dat beschikbaar is om de consumptiepiek op te vangen (8 stuks). 9 De USEF specificatie voorziet hier al in door middel van het zogeheten orange regime, maar in de referentie-implementatie die in Hoog Dalem is gebruikt is deze nog niet (volledig) geïntegreerd). 21 Energieproject Hoog Dalem < Terug naar de inhoudsopgave

22 Een versterkende factor is dat het aantal keren dat flexibiliteit wordt gevraagd om de consumptiepiek te verlagen beduidend hoger is dan het aantal keren dat flexibiliteit wordt gevraagd om de productiepiek te verlagen. Dit is goed te zien in figuur 15 - het zwaartepunt ligt duidelijk links van nul. grenzen van het netwerk die we hebben ingesteld en anderzijds door de beperkte hoeveelheid flexibiliteit die beschikbaar was. Een andere manier om naar de flexibiliteit te kijken is weergegeven in 16. Hierin is per dag het percentage PTU s afgebeeld, dat binnen de capaciteitsgrenzen blijft na leveren van flexibiliteit. Hierbij is onderscheid gemaakt tussen dagen waarbij daadwerkelijk flexibiliteit is verhandeld (geel) en dagen waarop geen flexibiliteit is geoffreerd (donkergrijs) 10. Figuur 17: actuele waarden In deze grafiek is goed te zien dat met name in de wintermaanden minder PTU s binnen de marges blijven, en er dus meer flexibiliteit gevraagd is dan beschikbaar. Dit is in lijn met de bevindingen hierboven. Figuur 16: percentage PTU s binnen de grenzen 5.5. REALISATIE FLEXIBILITEIT In de voorgaande paragraaf is beschreven hoe vooraf wordt bepaald of- en hoeveel flexibiliteit noodzakelijk is. In deze paragraaf wordt gekeken in hoeverre deze flexibiliteit ook daadwerkelijk geleverd is. Allereerst kijken naar de mate waarin het gelukt is om binnen de grenzen van het netwerk te blijven. Hoewel dit niet altijd het resultaat hoeft te zijn van de (door de accu s) geleverde flexibiliteit - het zou heel goed kunnen dat er andere oorzaken zijn voor het reduceren van de piek - is dit wel het belangrijkste effect dat we willen bereiken. In tweede instantie wordt een nadere beschouwing gegeven over de waarin de aangeboden flexibiliteit daadwerkelijk is gerealiseerd. Actuele waarden In figuur 17 zijn de geaggregeerde, gemeten waarden geplot, inclusief de grenzen (+/- 30 kw). Hieruit blijkt duidelijk dat het slechts in beperkte mate is gelukt binnen de grenzen te blijven. Dit is in lijn met het beeld dat in de vorige paragraaf is geschetst. Dit valt enerzijds te verklaren uit de vrij krappe Vergelijking actuele waarden met prognoses Dat de actuele waarden deels buiten de grenzen van het net vallen, wordt veroorzaakt door de beperkte hoeveelheid flexibiliteit. Maar daarbij is het ook interessant om te kijken in hoeverre de prognoses afwijken van de daadwerkelijke metingen. Wijken die té ver af, dan is het best mogelijk zijn dat er voldoende flexibiliteit is, maar dat niet werd voorzien dat deze noodzakelijk was. We kijken hiervoor naar het verschil tussen de actuele meting en de prognose 11. Daarbij maken we onderscheid tussen actuele metingen die groter zijn dan 0 en actuele metingen die kleiner zijn dan 0. Bij een positief verschil is er meer consumptie geweest dan voorzien en is het probleem dus ook groter geworden dan voorspeld. Een negatief verschil betekent dat het probleem groter is dan voorspeld, doordat er meer is geproduceerd. Figuur 18: verschil tussen prognoses en actuele waarden (1) De absolute afwijking tussen actuele metingen en prognoses (meting - prognose) voor actuele metingen groter dan 0 is weergegeven in figuur 18, waarbij alleen is gekeken naar de actuele metingen die hoger zijn dan de grenswaarde (30 kw). In figuur 19 is hetzelfde weergegeven voor actuele metingen kleiner dan 0 (alleen situaties onder de -30 kw). Uit beide grafieken blijkt dat de prognoses meestal ongunstiger uitvallen dan de werkelijke waarden. Hoewel dit specifiek is voor deze proeftuin, kan het een reden zijn voor nader onderzoek en uitgebreidere testen. 10 Op dagen zonder een grijze of gele kolom is iets misgegaan 11 Actuele meting - prognose 22 Energieproject Hoog Dalem < Terug naar de inhoudsopgave

23 Daarnaast blijkt het ook lastig om een goede voorspelling te maken. De werkwijze om tot een voorspelling te komen - gebaseerd op het verbruik van de referentiewoningen - blijkt met name tekort te schieten in perioden van grote veranderingen (weersomslag, vakantieperiode) en bij half bewolkt weer. Figuur 19: verschil tussen prognoses en actuele waarden (2) Naast de absolute waarden die zijn weergegeven in bovenstaande figuren, is het relevant te weten wat de percentuele verschillen zijn en in hoeverre de afwijkende PTU s aaneengesloten zijn. Een kort durende overbelasting van enige tientallen procenten leidt namelijk niet direct tot een storing, maar beïnvloed wél de levensduur van de assets negatief. Een eerste voorlopige analyse toont aan dat de afwijkingen aan de bovengrens beperkt blijven tot 60% voor de metingen die buiten de grenzen van het net liggen 12. Bij het vaststellen van de grenzen van het net moet wel rekening gehouden worden met een veiligheidsmarge en of de PTU s waarin de overbelasting plaatsvindt al dan niet aansluitend zijn. Met het inzetten van USEF (en andere slimme energiesystemen) wordt een afhankelijkheid van ICT geïntroduceerd. Dit impliceert dat de beschikbaarheid van energie mede wordt bepaald door de beschikbaarheid van de ICT-systemen. Dat dit een punt van aandacht is, blijkt uit de storing die in februari heeft plaatsgevonden. Het is dus zaak om het beheer rondom de ICT-systemen goed op orde te hebben. Overigens geldt dat er steeds voldoende tijd is om uitval van energiesystemen te voorkomen, als storingen tijdig opgemerkt worden CONCLUSIES USEF USEF werkt. In de proeftuin Hoog Dalem is duidelijk gebleken dat de processen van plan, validate en operate aan de verwachting hebben gedaan. Een verzoek tot flexibiliteit levert in de meeste gevallen een aanbod van flexibiliteit op, dat weer gevolgd wordt door een verzoek die flexibiliteit te leveren. Als er wél flexibiliteit gevraagd-, maar niet aangeboden wordt, dan lijkt dat te worden veroorzaakt doordat de aggregator geen flexibiliteit beschikbaar had. Dit is afgeleid uit het berichtenverkeer tussen aggregator en DSO. Er moeten wel enkele kanttekeningen geplaatst worden. Allereerst is de hoeveelheid flexibiliteit die beschikbaar in de proeftuin onvoldoende gebleken om alle pieken op te kunnen vangen. Dat geldt met name voor de piek die door consumptie in de wintermaanden wordt veroorzaakt. De verklaring ligt in de flexibiliteit die de accu s kunnen leveren (6 kw) tegenover het totale vermogen van de warmtepompen (rond de 60 kw) en de gelijktijdige aansturing van deze warmtepompen. De beschikbare flexibiliteit is in deze configuratie dus ruimschoots onvoldoende om onder de 30 kw te blijven. 12 Bij waarden binnen de grenzen, en dan met name in de buurt van 0 kunnen deze percentages extreem oplopen. Dit komt omdat de afwijkingen worden vergeleken met de gemeten waarden. Hoe kleiner de gemeten waarde, hoe sneller een afwijking tot een hoog percentage leidt. 13 De beschreven processen vinden ruim voor het daadwerkelijke transporteren van energie plaats, waardoor alternatieven ingezet kunnen worden, waaronder de overgang naar het orange regime. 23 Energieproject Hoog Dalem < Terug naar de inhoudsopgave

24 6. DE ACCU S Introductie Accu s in woningen en in wijken kunnen een rol spelen in het opvangen van overschotten én tekorten van lokaal geproduceerde duurzame energie. Met een accu in huis kun je optimaal gebruik maken van de energie die je opwekt met zonnepanelen. Maar er zijn méér opties: zo kun je met een accu een prijsprikkel invoeren. Je laadt de accu dan bij een lage stroomprijs en ontlaadt hem als de prijs hoog is. Als het vermogen van accu s groot genoeg wordt, kunnen ze daarnaast een rol spelen in het verspreiden van de belasting van het elektriciteitsnetwerk in de wijk. Inpassing en plaatsing van de accu s De accu s zijn ingepast in het slimme energiesysteem in de woningen en beschikken over een eigen converter. Dat betekent dat niet is geoptimaliseerd door bijvoorbeeld de zonnepanelen, die ook een eigen converter hebben en de accu te verbinden via een DC-link. Afbeelding 5 laat de opstelling zien. Met het beproeven van accu s in huis, lopen we wel een beetje voor de muziek uit. Zowel technisch als economisch bekeken, zal het waarschijnlijk nog even duren voordat de aanschaf interessant wordt. Naar het gedrag van de accu s is door Stedin slechts beperkt onderzoek gedaan in dit project. Door projectpartner ABB is dieper in de technische opstelling gedoken. ABB heeft mede op basis daarvan een in-home systeem ontwikkeld, waar een accu deel van uit maakt. Dit systeem is inmiddels op de markt DE INZET VAN DE ACCU IN HET PROJECT De accu s zijn in Hoog Dalem ingezet om te kijken in hoeverre de deelnemers extra eigen zonne-energie kunnen benutten. Daarmee krijgen we een indicatie van de waarde van de accu als de salderingsregeling komt te vervallen. Daarnaast zijn de accu s ingezet voor het reduceren van de piekbelasting op de netten, door deze als bron van flexibiliteit aan te bieden. Daarvoor is USEF ingezet. Bij deelnemers die geen zonnepanelen hebben, is de accu gebruikt om s nachts tegen daltarief op te laden om de opgeslagen elektriciteit overdag te kunnen gebruiken. Ook deze accu s zijn in de winter met behulp van USEF ingezet om de hoge belastingen in het net te reduceren. De gebruikte accu s De grootte van de accu is niet vooraf geoptimaliseerd voor dit project. Op het moment dat de wijk werd ingericht, waren er beperkt accu s beschikbaar voor deze toepassing. Uiteindelijk is gekozen voor een Ecomulti 2,3 kwh Li-Ion accu van fabrikant Victron. De verwachting was dat de accu niet de optimale capaciteit zou bieden, gezien de energievraag in de woningen en de beschikbare dakoppervlaktes. Toch was de keuze valide voor de voorgenomen proefnemingen. Afbeelding 5: inpassing accu en zonnepanelen en het slimme meet- en stuursysteem Nadeel hiervan is dat er twee keer energieverlies optreedt bij de overgangen tussen gelijkspanning (DC) en wisselspanning (AC). Wisselspanning is gangbaar in het elektriciteitsnet en in de woningen, zonnepanelen en accu s functioneren op gelijkspanning. De keuze voor gescheiden converters is aan het begin van het project gemaakt om het na afloop van de proeftuin eenvoudig te maken om de installatie te ontmantelen, terwijl de zonnepanelen van de bewoners gewoon aangesloten kunnen blijven. In het kader van de veiligheid is de installatie en in het bijzonder de plaatsing van de accu s gereviewed door DNVGL. Op basis hiervan zijn richtlijnen meegegeven aan de bewoners. De situatie is op basis van deze review veilig bevonden. 24 Energieproject Hoog Dalem < Terug naar de inhoudsopgave

25 6.2. ERVARINGEN MET HET GEBRUIK VAN DE ACCU S Bij het opzetten van de proeftuin werd uitgegaan van een maximale laad- en ontlaadsnelheid van 750 Watt. Dit om voldoende flexibiliteit per tijdseenheid uit de accu te kunnen halen. Deze keuze bleek voor de zon-overdag propositie te handhaven. Bij de nacht-overdag propositie ontstond echter een probleem met het geluid van de omvormer. Dat geluid bleek s nachts dusdanig storend, dat de laadsnelheid werd teruggebracht naar 250 Watt. Gevolg hiervan is dat de accu de hele nacht moet laden om aan het begin van de dag volledig gebruiksklaar te zijn. Hierdoor kan in de nacht niet worden geoptimaliseerd met het gestuurd laden. De ontlaadsnelheid was bij deze propositie wel ingesteld op maximaal 750 Watt. In deze configuratie is het energieverlies, zie figuur 20, daarmee extreem hoog. Inmiddels is door ABB dieper in de opstelling gekeken en heeft op basis van dit concept en de in het Energieproject Hoog Dalem opgedane ervaringen, een systeem ontwikkeld met een overall rendement van bijna 88%. Living Space De combinatie van zonnepanelen met opslag en het in-home systeem, zoals beproefd in Hoog Dalem, is door ABB ingepast in het Living Space concept dat inmiddels op de markt wordt gebracht. Dit concept biedt een integrale oplossing voor in-home energieoptimalisatie van zon, verwarming, ventilatie, opslag etc. Afbeelding 6 schetst dit concept. Meer informatie over Living Space is te vinden op de website: Conversieverlies Zoals aangegeven zijn de accu s gekoppeld via een wisselstroom circuit tussen de accu en de zonnepanelen. Hierdoor is in combinatie met het verlies van het slimme meet-/ stuursysteem in de meterkast een overall installatieverlies vastgesteld van circa 350 kwh/jaar. NOT CONTROLLABLE LOADS HEAT PUMP CHARGING BOX OWN PRODUCTION OWN STORAGE SMART METERS DC CONVERTOR BATTERY STOTAGE POWER SUPPLY CONTROLLABLE LOADS NETWORK OPERATOR, ENERGY SUPPLIER MOBILE APPS / SERVICES Smart grid - USEF compatible - Open ADR- standard Cloud Communicatie User interface - App - Website Third party interface - Health care monitoring - Emergency services Energy management Comfort PV Installation Energy Storage Power consumption - Washing machine - Dish washer - Dryer - Heat pump - Stove - Oven - Etc. External products - Electric car - Etc. Measure & control Measure Measure & control KNX/ Free@homeproducts - Dimmers - Electrical blinds - Sunscreens Healthcare & safety products - Fire detection - Nursing home tools - Alarm systems Smart gas meter Smart electricity meter Afbeelding 6: het Living Space systeem Figuur 20: gemeten energieverlies en systeemrendementen 2016 Extra opgeslagen zonne-energie benutten De deelnemers die kozen voor de Zon in huis-propositie - de combinatie van accu met zonnepanelen - hebben gemiddeld 793 kwh aan zonne-energie opgeslagen in de accu s. Als we niet uitgaan van het lage rendement uit de test, maar we de state-of-the-art oplossing van ABB als referentie nemen, dan betekent dit dat circa 690 kwh extra eigen zonne-energie gebruikt kan worden. 25 Energieproject Hoog Dalem < Terug naar de inhoudsopgave

26 Bij het wegvallen van de salderingsregeling creëert dit financiële waarde voor de bewoner. Voor circa 690 kwh op jaarbasis kan het verschil tussen de prijs voor het kopen van elektriciteit en het verkopen als opbrengst worden gezien. Vooralsnog zullen dat naar verwachting enkele tientallen euro gaan zijn op jaarbasis, waarschijnlijk vanaf 2023 als volgens verwachting de salderingsregeling aangepast gaat worden. bij een aanzienlijk prijsverschil - ook bij het huidige state-of-the-art rendement van circa 88% CONCLUSIES OVER DE ACCU S De accu vormt op zich een waardevolle toevoeging aan het energiesysteem. Wel is duidelijk dat er nog het nodige moet gebeuren: De prijs van de accu zal nog aanzienlijk moeten dalen, waarbij het wel de verwachting is dat de huidige prijs daling zal doorzetten. Het verbeteren van het rendement van het systeem is een extreem belangrijke factor voor een positieve businesscase. Er moet aandacht zijn voor het optimaliseren van de grootte van de accu om maximaal rendement te behalen. De productontwikkeling door ABB laat zien dat het systeem met de accu zoals in Energieproject Hoog Dalem is ontwikkeld en uitgetest een prima aanvulling kan zijn voor een slim in-home systeem. Met een gateway naar buiten, kan zo n systeem ook een rol spelen op de flexibiliteitsmarkt. Figuur 21 en 22: geproduceerde zonne-energie per woningen en percentage dat de accu in ging 2016 De figuren 21 en 22 laten zien dat per woning nagenoeg evenveel zonne-energie is opgeslagen, terwijl er een groot verschil is in de productie. Het verschil in productie ontstaat door verschillende aantallen panelen per woning. Dat betekent, met de eerdere constateringen in het hoofdstuk over de impact op het LS-net, dat de accu op een zonnige dag bij een aantal woningen al aan het einde van ochtend volbleek, dat zeker voor deze woningen met een groter dakoppervlakte en dus meer zonneproductie, de accu groter moet zijn voor een optimale situatie. Inzetten van de accu om goedkoop in te kopen Het inzetten van accu s om in goedkope uren te laden en die energie tijdens dure uren te gebruiken, heeft pas rendement 26 Energieproject Hoog Dalem < Terug naar de inhoudsopgave

27 7. KLANTPARTICIPATIE/-MOTIVATIE Introductie Een complex energieproject zoals Hoog Dalem staat of valt met interesse en medewerking van de bewoners en huiseigenaren. Daar is dan ook veel aandacht aan besteed. Stedin heeft in Hoog Dalem alles op alles gezet om de bewoners mee te nemen in het proeftuin-avontuur. Bewoner Eric van der Ploeg hierover: Vanaf het begin zijn we als bewoners nauw betrokken bij het ontwikkelen van de plannen. En zoals ik het zeg bedoel ik het ook: Stedin is niet naar ons toegekomen met een dichtgetimmerd plan. Ze hebben ons tijdens bewonersbijeenkomsten heel nadrukkelijk laten meedenken over het hoe en wat. Het was meer een brainstormsessie dan een informatiebijeenkomst. En daar is ook echt naar geluisterd, zie je in de uitwerking van het project. Heel goed gedaan, want zo creëer je draagvlak en wordt het project ook van de deelnemers zelf. Een energieproject, zoals Hoog Dalem staat of valt met een actieve groep deelnemers. Om het technische systeem goed te kunnen testen, zijn gemotiveerde huishoudens nodig: huishoudens die wilden meedoen en apparatuur toestonden in hun woning. Daarom is het erg belangrijk om een juiste communicatiestrategie toe te passen die aansluit bij de behoeften van de bewoners. Diepgaand onderzoek en intensieve begeleiding De begeleiding door het projectteam is intensief geweest. Voor de (potentiële) deelnemers zijn regelmatig bijeenkomsten georganiseerd, om ze te informeren over het project en te enthousiasmeren. Ook zijn er momenten ingericht waarbij ze mee konden denken over onderdelen van het project. Denk bijvoorbeeld aan het bemeten van diverse apparaten in huis, deelnemersvergoedingen en inzicht in de energieaspecten van hun woning via een webportal. Daarnaast zijn regelmatig nieuwsbrieven verstuurd om deelnemers op de hoogte te houden van de voortgang in het project. project onderzoek gedaan naar de motivaties, verwachtingen en ervaringen van de deelnemers BEWONERSONDERZOEKEN Hieronder worden de belangrijkste inzichten geschetst uit de onderzoeken door Motivaction en DuneWorks. Motivaction onderzoek Motivaction werkt met een eigen, gevalideerd segmentatiemodel met daarin 8 klantsegmenten, persona s, samengesteld op basis van persoonlijke opvattingen en waarden. Stedin wilde inzicht in welke typen klanten zich in het Stedingebied bevinden en in welke verhouding. Ook wilden we weten hoe we deze klanten kunnen meenemen in nieuwe ontwikkelingen in het energiesysteem en wat hun drijfveren zijn. Daarnaast willen we inzicht in de locaties waar Stedin kan verwachten dat bepaalde energietechnologieën snel geaccepteerd worden en op welke locaties dit minder snel gaat. Motivaction heeft haar segmentatiemodel voor Stedin ingedeeld in vier persona s - klantsegmenten - die aansluiten bij de vraag van Stedin. Dit op basis van het belang dat gehecht wordt aan de volgende onderwerpen: bijdrage aan een beter milieu, bewuste aanschaf, zelf energie opwekken, duurzaam wonen, houding ten aanzien van technologische ontwikkelingen (vernieuwingsgericht zijn), burgerschapsstijl. De vier segmenten zijn: de Onbewuste Energiegebruikers, de Pragmatische Comfortzoekers, de Milieubewuste Verbteraars en de Plichtsgetrouwe Milieubewusten. Zie afbeelding 7. Vanuit het project is diepgaand onderzoek gedaan naar de motivatie en behoeften van de deelnemers. Onderzoeksbureau Motivaction heeft tussen eind 2013 en begin 2014 voor Stedin een onderzoek gedaan naar verschillende typen klanten in het Stedin-gebied. Voor de werving van deelnemers in Hoog Dalem zijn de inzichten gebruikt uit dit onderzoek. Eind 2013 is de werving van deelnemers gestart. Na twee wervingscampagnes hadden 42 huishoudens zich aangemeld als deelnemer. Dit is ongeveer één derde van de wijk. Onderzoeksbureau DuneWorks heeft tijdens het 1. Onbewuste energiegebruikers 2. Pragmatische comfortzoekers 3. Milieubewuste verbetereaars 4. Plichtsgetrouwe milieubewusten Afbeelding 7: mentalitymodel Motivaction met de vier Stedin segmenten en de verdeling 27 Energieproject Hoog Dalem < Terug naar de inhoudsopgave

28 Het dominante segment in Hoog Dalem Volgens het onderzoek is er duidelijk een dominant segment in de wijk Hoog Dalem. Meer dan 95% van de bewoners van de wijk zou binnen het segment van de Pragmatische Comfortzoeker vallen. In Nederland beslaat deze groep gemiddeld 23% van de bevolking. Deels kan deze extreme afwijking het gevolg zijn van het feit dat de wijk nieuw is en er nog weinig data beschikbaar zijn. Een andere mogelijke verklaring is dat de wijk veel relatief grote en dure woningen telt, met een innovatief verwarmingssysteem. Zulke woningen trekken bewoners die interesse hebben voor technologie en die comfort belangrijker (kunnen) vinden dan de kosten - de Pragmatische Comfortzoeker. De aanbevelingen uit het onderzoek voor communicatie met de Pragmatische Comfortzoeker hebben we gebruikt in de werving van- en de communicatie met potentiële deelnemers. De communicatieboodschap was vooral gericht op meedoen aan nieuwe ontwikkelingen en technologieën en op toegevoegde waarde (financieel, comfort) en niet direct op duurzaamheid. De pragmatische comfortzoeker De groep Pragmatische Comfortzoekers hecht veel waarde aan een prettige woonomgeving en een woning die van alle gemakken voorzien is. Technologie speelt daarin een belangrijk rol. Deze groep is sterk van mening dat technologie het leven makkelijker en/of comfortabeler kan maken en problemen kan oplossen. Afbeelding 8 typeert dit segment. in een duurzaam verwarmingssysteem, zeker als dat zichzelf binnen een redelijke termijn terugverdient. Om deze groep te bereiken is het daarom belangrijk om te benadrukken welke voordelen bepaalde maatregelen hen persoonlijk en de wereld om hen heen kunnen bieden. Zolang zij er zelf het nut niet van inzien, zullen ze moeilijk te overtuigen zijn. Om die reden is het gebruik van energiezuinige apparaten en verlichting onder deze groep nog beperkt. Ook is het van belang rekening te houden met hun oriëntatie op status. DuneWorks onderzoek DuneWorks is een onderzoeksbureau dat gericht is op kwalitatief gebruikersonderzoek. Dit bureau heeft de deelnemers op verschillende momenten benaderd tijdens het project. Informatie is verzameld door middel van vragenlijsten per mail en interviews. Het onderzoek is uitgevoerd tijdens twee projectfases: voor- en na ingebruikname van de nieuwe systemen. Hieronder gaan we vooral in op de resultaten rondom de motivaties en drijfveren. Top 3 motivators voor deelname aan project Hoog Dalem: 1. Inzicht energieverbruik en -opwekking 2. Verminderen energieverbruik 3. Zelf opwekken, pionieren, innoveren Aandachtspunten rond motivatie voor deelname: 1. Deelnemer wil de financiële voordelen inzichtelijk hebben 2. Deelnemer wil deelnemen in het leereffect (maak de deelnemer stakeholder in het project ) 3. Het nut van verschillende technologieën die geïnstalleerd worden, moet duidelijk uitgelegd worden. Dit in combinatie met wat het hen oplevert. Deelnemers doen niet alleen mee als consument. Als burger kijken ze verder dan what s in it for me. Veel deelnemers willen, zeker in een pilot, ook een maatschappelijke bijdrage leveren. Dit wordt versterkt door een gevoel van solidariteit naar de pilot toe ten gevolge van de korting die zij ontvingen voor de zonnepanelen. Afbeelding 8: de pragmatische comfortzoeker Wanneer deze groep ergens het nut van inziet, is men bereid om hier extra te voor betalen. Soms is dat uit eigenbelang: ze stellen bijvoorbeeld comfort in huis boven een lage energierekening. Maar ze zijn ook bereid om te investeren in zaken die goed zijn voor de wereld om hen heen: bijvoorbeeld Uit het onderzoek komt verder een punt naar voren dat van grote invloed is op de acceptatie van nieuwe technologieën en systemen: er zijn grote verschillen tussen mannen en vrouwen. Het bewonersonderzoek laat zien dat in Hoog Dalem mannen veelal meer interesse hebben in de technologie en in mogelijke energie- en kostenbesparingen. 28 Energieproject Hoog Dalem < Terug naar de inhoudsopgave

29 Vaak zijn zij dan ook degenen die bijeenkomsten bijwonen en de nieuwsbrieven lezen. Hiermee zijn zij ook degene die leren hoe gebruik te maken van het systeem. Vrouwen daarentegen zijn hier vaak minder in geïnteresseerd en minder op de hoogte PRAKTIJKERVARINGEN Er is veel tijd geïnvesteerd in het werven, motiveren, informeren en betrokken houden van de bewoners. Deelnemers waren vanzelfsprekend niet altijd in de gelegenheid om bij de bijeenkomsten aanwezig te zijn. We hebben deelnemers dan ook regelmatig op de hoogte gehouden middels nieuwsbrieven en we hebben ze over specifieke kwesties persoonlijk g d. Ondanks die inspanningen bleek dat we deelnemers niet altijd 100% konden betrekken bij het project en de activiteiten. jaarverbruiken van 2014 over de wijk verdeeld waren. Figuur 24 laat het histogram zien dat werd gepresenteerd, met een gemiddelde van circa 6200 kwh. Uit de gesprekken bleek tevens dat de huishoudens die uiteindelijk deelnemer werden, wilden weten welk deel van dit verbruik in hun warmtepomp was gaan zitten. Ook de eigen productie van zonnestroom met relevante referenties als vergelijkingsmateriaal kon op veel belangstelling rekenen. Figuur 23: histogram standaard jaarverbruiken 2014 Om aan de vragen over het verbruik en de zonneproductie tegemoet te komen, is in januari 2017 aan alle deelnemers een persoonlijk overzichtsrapport gegeven. Dat geeft inzicht in de metingen die we in 2016 hebben gedaan van onder andere hun eigen jaarverbruik en het verbruik van de warmtepomp. Als referentie dient het gemiddelde van de deelnemers. Tevens werd de zonneproductie per maand in kaart gebracht. De tabellen en grafieken zijn voorzien van een uitgebreide toelichting. In een digitale versie hebben deelnemers de mogelijkheid hun eigen brondata te gebruiken om dieper in grafieken te kunnen in- en uitzoomen en om elke willekeurige periode te kunnen bekijken. Foto boven: één van de bewonersbijeenkomsten, foto onder: deelnemers in de woning 7.3. INZICHT IN ENERGIEGEBRUIK De deelnemers zijn heel erg geïnteresseerd in hun eigen energiegebruik en in het antwoord op de vraag hoe zich dat verhoudt ten opzichte van anderen. Een referentie dus. Tijdens de eerste bewonersavond bleek dit al, toen aan de aanwezigen werd gepresenteerd hoe de standaard Figuur 24a: voorbeeld uit de jaaroverzichten 29 Energieproject Hoog Dalem < Terug naar de inhoudsopgave

30 Figuur 24b: voorbeeld uit de jaaroverzichten Tijdens de deelnemersavond gaven deze overzichten aanleiding tot geanimeerde gesprekken tussen aanwezigen van vergelijkbare woningen. Tijdens een deelnemersavond is nadere toelichting gegeven op het overzicht en zijn vragen beantwoord. De interactie tijdens de avond bevestigde de behoefte aan inzicht in de eigen gegevens en aan referenties, in dit geval via de andere deelnemers. De deelnemers zijn benieuwd hoe zij het doen ten opzichte van de buren en willen hun energieverbruik kunnen vergelijken. Zij geven aan dat ze zonder referentie niet weten of hun zonnepanelen en warmtepomp optimaal of naar verwachting werken. De webportal, waarmee de wasmachine en vaatwasser aangestuurd kunnen worden, wordt tot nu toe slecht gebruikt. Bij de ontwikkeling zijn vooral de mannelijke deelnemers betrokken geweest. In Hoog Dalem zien we echter een redelijk traditionele rolverdeling. Zo zijn het toch meestal de vrouwen die de was doen, maar zij tonen op dit moment minder interesse in het project. Bij de ontwikkeling van een product en/of dienst moet op basis van deze constatering rekening worden gehouden met de taakverdeling binnen het gezin en daarmee de gebruiker van het product of de dienst GELEERDE LESSEN DEELNEMERS- ONDERZOEK De resultaten van het Motivaction onderzoek bij de start van de deelnemerswerving en het praktijkonderzoek van DuneWorks sluiten goed op elkaar aan. Uit beide onderzoeken komt naar voren dat de bewoners in de wijk waarde hechten aan inzicht in de opbrengsten voor hen en voor de omgeving. Tijdens deelnemersbijeenkomsten werden deze bevindingen regelmatig bevestigd. De vooraf bepaalde persona s en de daarop aangepaste communicatiestrategie lijken effectief te zijn geweest bij de uitrol van de pilot: 30% van de huishoudens in de wijk deed mee aan het project. Tijdens deelnemersavonden blijkt ook uit de reacties van de deelnemers dat hun interesses voor een groot deel overeenkomen met wat vooraf werd verwacht. Het lijkt daarmee effectief om te werken met deze vorm van doelgerichte communicatie in het motiveren van mensen voor duurzame projecten. Het ervaringenonderzoek toont aan dat de deelnemers als stakeholder gezien willen worden in het project. Waarbij ze echt betrokken willen worden en mee willen denken over het geïmplementeerde energiesysteem. Dit vergroot de slagingskans van het project en de acceptatie van het energiesysteem bij de gebruikers. Ze willen goed geïnformeerd worden over de voortgang en over het nut van het project, maar ook over de financiële kant. Gesprek over en toelichting bij overzichten van het jaarverbruik 7.5. AANBEVELING Het Motivaction onderzoek is gebruikt als input voor de communicatiestrategie voor de werving van en communicatie met deelnemers. De communicatie is vooral gericht op het dominante segment in de wijk. Dit is erg waardevol gebleken en bewoners reageerden enthousiast op het projectinitiatief. Niet alleen voor proeftuinprojecten, maar ook voor andere wijkgerichte projecten zal een gerichte communicatiestrategie die aansluit bij de interesses van de bewoners in de wijk effectiever zijn dan algemene standaardcommunicatie. Waar het Motivaction onderzoek ingaat op een aantal demografische gegevens, geeft het DuneWorks onderzoek vooral een eerste inzicht in de motivaties om mee te doen en de ervaringen met de pilot en de onderdelen van de pilot. Hieruit blijkt dat er vanuit het project continu focus moet blijven op de what s in it for me vraag bij de deelnemers. Helderheid daarover is extreem belangrijk. 30 Energieproject Hoog Dalem < Terug naar de inhoudsopgave