sluiten

Inloggen

Log hieronder in met uw gebruikersnaam en wachtwoord.

Deze ontvangt u van ons bij het afsluiten van een (proef)abonnement.

Nog geen inlog? meld u gratis aan


Vragen?
Kunt u niet inloggen of heeft u vragen over een (proef)abonnement?.
Neem dan contact op met BIM Media Klantenservice:

sluiten

Welkom bij de Kennisbank Duurzame Energie

Om de uitgebreide informatie op de kennisbank te kunnen lezen heeft u een inlogcode nodig. Deze ontvangt u bij het afsluiten van een abonnement.

Waarom de Duurzame Energie-kennisbank

  • Kennis van experts altijd beschikbaar
  • Antwoorden, oplossingen en tools
  • Toevoegen van eigen notities mogelijk
  • Praktijkcases, veelvuldig aangevuld Bekijk de voorbeelden
  • Handige formules en interactieve berekeningen. Bekijk de voorbeelden
Neem nu een abonnement >

Abonnement € 275,- per jaar, ieder moment opzegbaar. Meer over een abonnement op Duurzame Energie

Inloggen voor abonnees


Vragen?
Kunt u niet inloggen of heeft u vragen over een abonnement?
Neem dan contact op met BIM Media Klantenservice: 088 58 40 888
Of stuur een e-mail naar: klantenservice@vakmedianet.nl

Inpassing van zonne-energie

De inpassing van decentrale opwekkers in de installaties en netten vergt enige aandacht. Er moet worden geanalyseerd in hoeverre de capaciteit van de opwekkers de capaciteit van de installatie en netten niet overschrijdt. Ook de grenzen van het spanningsniveau en andere power quality-aspecten moeten worden bewaakt.

 

Een groot deel van de PV-systemen wordt geplaatst op de daken van woningen. Op een 16 A eindgroep van een woning kan ongeveer 3 kW aan PV-vermogen worden aangesloten. Op een installatie met een aansluitwaarde van éénfasig 40 A kan ongeveer 9 kW worden aangesloten. Voor een specifieke installatie is eenvoudig te bepalen of de installatie voldoende capaciteit heeft of dat de installatie moet worden uitgebreid. Hierbij zijn ook beveiligingsaspecten van belang. Bij de aansluiting van veel PV-systemen op een laagspanningsnet ligt dit iets complexer. Een laagspanningsnet is meestal uitgelegd voor een gemiddeld vermogen van 1,1-1,4 kVA per woning omdat er een lage gelijktijdigheid is bij het gebruik van alle toestellen. Bij de toepassing van PV-systemen is de gelijktijdigheid bijna gelijk aan 1. Als alle woningen voorzien zouden zijn van meer dan 1,5 kW aan PV-vermogen (zie foto), zou er al een capaciteitsprobleem kunnen ontstaan. Bij de grootschalige toepassing van PV-systemen in bestaande bebouwing is dit dus zeker een aandachtspunt voor de netbeheerder. In de NEN 1010 is rubriek 712 opgenomen over PV-systemen. Daarbij is ook voor de aansluiting van deze systemen opgenomen dat ze moeten worden aangesloten op een afzonderlijke eindgroep. Voor kleine PV-systemen tot een nominale stroom van 2,25 A is aansluiting op een bestaande eindgroep eventueel mogelijk.   

 

Grootschalige toepassing PV-systemen

Grootschalige toepassing PV-systemen.

 

Afzonderlijke eindgroep

De aansluiting van zelfopwekkers op een afzonderlijke eindgroep is nodig om te voorkomen dat de beveiliging van de eindgroep niet meer de daadwerkelijk lopende stroom ziet. Als belasting en opwekkers op dezelfde groep gecombineerd worden, zal een deel van de stroom door de opwekkers worden geleverd en een deel (wat nog gezien wordt door de beveiliging) komt nog vanuit het net.

 

In een laagspanningsnet speelt natuurlijk dezelfde problematiek. Als er huizen zijn aangesloten met opwekkers, zal een deel van het vermogen door de opwekkers worden geleverd. Een deel zal door het net worden geleverd (of opgenomen). De stroom door de beveiliging hoeft echter niet gelijk te zijn aan de maximale stroom die in de kabel loopt (zie onderstaande afbeelding). Dit probleem speelt alleen als sprake is van grootschalige toepassing van opwekkers, in combinatie met een groei in belasting. Met de mogelijk groei van elektrisch vervoer (de elektrische auto) is het wel een aandachtspunt voor de toekomst.

 

Aansluiting van PV-systemen op het laagspanningsnet

Aansluiting van PV-systemen op het laagspanningsnet.

 

Spanningsniveau

Een belangrijk power quality-aspect is het spanningsniveau. In de traditionele laagspanningsnetten begint men bij de transformatorruimte met een spanning die hoger is dan de nominale spanning. In het laagspanningsnet zal er ten gevolge van de aangesloten belasting een spanningsverlies optreden. De gemiddelde spanning over de laagspanningskabel is dan ongeveer gelijk aan de nominale spanning. Als er veel decentrale opwekkers zijn aangesloten, kan er naast spanningsverlies als gevolg van de belasting ook spanningsopdrijving plaatsvinden. In onderstaande afbeelding zijn mogelijke profielen opgenomen van belasting en PV-systemen. In deze figuur zijn de volgende profielen opgenomen:

  • rood: maximale belasting in de winter;
  • groen: minimale belasting in de zomer;
  • blauw: maximaal opgewekt pv-vermogen op een zomerdag.

 

Het laagspanningsnet moet zo worden gedimensioneerd dat het spanningsniveau niet te hoog wordt bij de combinatie van maximaal opwekvermogen en minimale belasting. Ook moet bij elke aansluiting de spanning niet te laag worden bij de aansluiting van maximale belasting in combinatie met minimaal opwekvermogen (in dit geval 0 kW). De inpassing van veel PV-vermogen vergt dus extra regelruimte voor het spanningsniveau. In veel laagspanningsnetten is deze regelruimte wel aanwezig, alleen de instelling van het beginniveau van de spanning vergt meer aandacht. Bij PV-systemen die worden aangesloten op het openbare net moet er een conversie van gelijkspanning naar wisselspanning plaatsvinden. Dit is in ieder geval noodzakelijk zolang er nog geen gelijkspanningsinstallatie- of net is aangebracht.

 

Belasting en opwekprofielen

Belasting en opwekprofielen.

 

Harmonischen

De introductie van halfgeleidertechnologie om deze conversie te maken, betekent ook de introductie van harmonische stromen. De inverters die voor deze conversie nodig zijn, zijn voorzien van filters om verstoringen van de sinusvorm te beperken. Door de toepassing van veel inverters met dezelfde eigenschappen kan een toename van de harmonische stromen optreden die vervolgens ook leidt tot een stijging van de harmonische spanning. Een direct probleem hiermee is in de praktijk nog niet opgetreden. Wel zijn een aantal problemen met resonantie geconstateerd. In de afbeeldingen hieronder zijn schematisch de situaties met serie- en parallelresonantie weergegeven. Schematisch zijn in deze figuren aangegeven de:

  • Ug(h): mogelijke achtergrondvervuiling in harmonische spanning;
  • Rg(h): Ohmse weerstand van het net;
  • Lg(h): inductiviteit in het net (transformator, kabels);
  • Cg(h): verzameling van aangesloten capaciteit (in bijvoorbeeld de inverters);
  • G(h): verzameling van belastingen in het net;
  • I0(h): harmonische stroom geïnjecteerd door belasting (inverters).

 

Bij serieresonantie kunnen er grote harmonische stromen optreden bij de resonantiefrequentie omdat de totale impedantie bij deze frequentie laag is. Voorwaarde is dan wel dat er een harmonische vervuiling van de spanning met deze frequentie aanwezig is. Bij parallelresonantie kunnen er grote harmonische spanningen optreden, omdat bij de resonantiefrequentie een hoge impedantie gezien wordt door de stroombron. Grote harmonische spanningen treden op als er een harmonische stroombron met een frequentie die gelijk is aan de resonantiefrequentie aanwezig is. Resonantie treedt op als de impedantie van L en C in het circuit aan elkaar gelijk zijn. Deze resonantiefrequentie kan worden berekend met de formule:

Bij de aansluiting van veel PV-systemen is een controle op mogelijke resonantieproblemen wel verstandig.

 

Serieresonantie

Serieresonantie.

 

Parallelresonantie

Parallelresonantie.

 

Conclusie

Bij het verduurzamen van de elektriciteitsvoorziening is een grootschalige toepassing van PV-systemen een logische stap. De systemen worden steeds goedkoper en de terugverdientijden dus evenredig korter. Bij de inpassing van deze systemen in installaties en netten moet aan een aantal aspecten voldoende aandacht worden geschonken. Dit om inefficiënt werken van de systemen te voorkomen. 

 

Meer lezen

Lees meer over de invloed van decetrale opwekkers op het spanningsniveau.