Kan het elektriciteitsnet zonnepanelen aan?

Wij kunnen bijna altijd zonder problemen het licht aandoen. Afgelopen jaar kwam er gemiddeld maar 21 minuten geen elektriciteit uit het stopcontact. Dat betekent dat er 99,99% van de tijd wel elektriciteit is. Achter het stopcontact zit een heel netwerk met duizenden kilometers kabels, die de elektriciteit naar onze huizen vervoeren. Dit netwerk noemen we ook wel ‘het net’ en het Nederlandse net is één van de betrouwbaarste ter wereld. 

Maar blijft dat ook zo? Door de overstap naar duurzame energiebronnen staan we voor een uitdaging. Op sommige plekken is het net namelijk al overbelast. Hoe houden we ons net betrouwbaar? En kunt u nog wel zonnepanelen nemen? Om daar antwoord op te geven, gaan we eerst kijken naar de werking van het net.

Werking van ‘het net’

Het netwerk van elektriciteitskabels is vergelijkbaar met een wegennet. De elektriciteit zijn de auto’s en de kabels zijn de wegen. De hoogspanningskabels zijn voor de meeste mensen een herkenbaar onderdeel. De hoogspanningskabels zijn een soort snelweg met aan de ene kant de energiecentrales en aan de andere kant vertakkingen naar kleinere kabels en uiteindelijk de stopcontacten in ons huis. 

Bij ons wegennet maken we onderscheid tussen onder andere snelwegen, provinciale wegen en gewone wegen. Hier gelden verschillende snelheden. Het elektriciteitsnet heeft dat ook. We hebben het hoogspanningsnet, dat zich vertakt in het middenspanningsnet. Het middenspanningsnet vertakt zich weer in het laagspanningsnet, waarop een woonhuis is aangesloten. 

Het Nederlandse net behoort tot de meest betrouwbare van de wereld. 99,99% van de tijd komt er elektriciteit uit onze stopcontacten.

Het net is ooit ontworpen voor enkele grote (kolen gestookte) energiecentrales die alleen een klein omliggend gebied van elektriciteit voorzag. Om de betrouwbaarheid te vergroten zijn de kleinere netwerken stap voor stap aan elkaar gekoppeld en zo ontstond er één groot netwerk. De laatste jaren zijn er opnieuw grote veranderingen ingezet:

  • De vraag van elektriciteit neemt toe (door o.a. datacentra, warmtepompen en elektrische auto’s).
  • Opwekking is moeilijker regelbaar (doordat wind- en zonne-energie afhankelijk is van het weer).
  • Opwekking vindt ook op het laagspanningsnet plaats (door zonnepanelen op daken van woningen en bedrijven).

Als er te weinig elektriciteit is, valt het net uit. Als er te veel elektriciteit is kan onze elektrische apparatuur daar niet tegen. Daarom moeten de netbeheerders balanceren tussen afgesproken grenzen.

Schematische weergave van het elektriciteitsnet met het hoog-, midden- en laagspanningsnet.

Vraag en aanbod

De vraag en het aanbod van elektriciteit moet altijd in balans zijn. Deze balans is nodig om uitval te voorkomen en veiligheid te garanderen. Hierin volgt het aanbod altijd de vraag. Als er veel elektrische auto’s tegelijkertijd opladen, wordt de spanning op het net snel lager en zullen energiecentrales moeten reageren door meer elektriciteit te maken. Netbeheerders leggen steeds de puzzel als er schommelingen plaatsvinden in vraag en aanbod. Bij sommige centrales is de opwekking snel aanpasbaar zoals bij gascentrales. Bij sommigen gaat dit langzamer zoals bij kolencentrales en bij anderen is het heel moeilijk te regelen. Denk hierbij aan kerncentrales en duurzame energiebronnen.

Vraag en aanbod moeten in balans zijn. Bij te veel vraag of aanbod ontstaat overbelasting.

Net-overbelasting, file op het net

Bij net-overbelasting is het net niet sterk genoeg om de elektriciteit naar de juiste plaats te brengen. Dit noemen we ook wel net-congestie. De capaciteit van het net is in dit geval te klein. De beperking kan komen doordat de kabels te klein zijn om de elektriciteit naar de juiste plek te vervoeren. Zoals een rivier die buiten zijn oevers treedt. Een andere reden kan zijn dat de verbinding tussen bijvoorbeeld het laag- en het middenspanningsnet te klein is. 

Er ontstaat dan file op het net. Op de plaats van de file neemt de spanning toe. Als die hoger dan de veiligheidsnorm wordt, grijpt de netbeheerder in door bijvoorbeeld de opwekking van elektriciteit te stoppen. Hierdoor kan net-overbelasting een storing veroorzaken. Een storing kan natuurlijk ook andere oorzaken hebben, zoals beschadigde kabels door graafwerkzaamheden. 

Geen ruimte op het net voor grote systemen (meer dan 160 panelen)

De meeste problemen ontstaan met name op het middenspanningsnet. Hier sluiten grote afnemers of opwekkers van elektriciteit op aan, zoals zonneparken. Het vermogen dat nodig is om de elektriciteit te transporteren van een gemiddeld zonnepark is vergelijkbaar met de elektriciteitsvraag van een middelgrote stad. Het gebeurt regelmatig dat er nog geen ruimte is om een nieuw zonnepark aan te sluiten. Dan staan de zonnepanelen al klaar, maar is het wachten totdat ze aangesloten kunnen worden op het net. 

Als u plannen heeft om een groot zonnepanelensysteem te installeren, raden we aan om eerst te kijken of er capaciteit op het net is. Grote systemen bestaan uit meer van 160 zonnepanelen en hebben een aansluiting die groter is dan 3×80 Ampère. Via deze link (van Netbeheer Nederland) ziet u of er ruimte is op het net in uw gebied, om een groot zonnepanelen systeem aan te sluiten. Neem daarna contact op met de netbeheerder. Voor de Subsidie Duurzame Energie (SDE) bedoelt voor  productie van duurzame energie en CO2-verlaging is goedkeuring van de netbeheerder tegenwoordig ook verplicht. 

Mocht het zo zijn dat een groot zonnepanelensysteem nog niet kan worden aangesloten, dan is er ook een andere oplossing. De meeste mensen kennen het begrip “carpoolen”. Iemand rijdt met een ander persoon mee om kosten en uitstoot te besparen. We kunnen ook “cable poolen”. Daarbij kan de netbeheerder meerdere opwekkers met dezelfde kabel aansluiten op het net. Dit is vooral van toepassing als er een wind- en zonnepark naast elkaar liggen. Het is namelijk meestal niet zonnig op hetzelfde moment dat het hard waait. Op deze manier hoeft u niet te wachten op aanpassingen aan het net. 

Kan ik op mijn huis zonnepanelen nemen? (minder dan 160 zonnepanelen)

Woonhuizen zitten aan het laagspanningsnet. Het hierboven omschreven probleem betekent niet automatisch dat er ook problemen zijn op het laagspanningsnet. Het is doorgaans een voorteken dat het ook spannend kan worden op het laagspanningsnet. Echter, het gaat hier meestal om een ander soort probleem. 

Tot voor kort waren er weinig gevallen van overbelasting op het laagspanningsnet. Toch zijn ook hier de eerste geluiden van overbelasting. In 2021 kwamen er 3200 klachten binnen van mensen die storing hadden door te hoge spanning. Overbelasting kan bijvoorbeeld ontstaan in een straat waar veel zonnepanelen liggen. Vooral in de zomervakantie is het risico hoog. De zon schijnt veel en het verbruik is laag, omdat mensen op vakantie zijn. De spanning in de straat kan dan te hoog oplopen. 

De netbeheerder houdt de spanning rond de 230 Volt. De regel is dat de spanning mag schommelen 10% boven en onder de 230 Volt. Als de spanning namelijk voor lange tijd te hoog is, slijten elektrische apparaten sneller of gaan ze zelfs kapot. Om overal binnen die grenzen te blijven, hebben omvormers van de zonnepanelen een beveiliging. Als de spanning boven de 253 Volt (230 + 10%) komt, dan schakelt de omvormer helemaal uit (of deels terug totdat er geen overspanning meer is). De zonnepanelen leveren dan tijdelijk geen elektriciteit, ook niet aan uw eigen apparaten. U krijgt dus op dat moment geen vergoeding voor terugleveren. Sterker nog u betaalt tijdelijk geld als u de wasmachine of ander apparaat aan heeft staan. 

Overigens houden de meeste omvormers zelf de spanning in de gaten. Ze starten weer op als de spanning gedaald is. Deze tijdelijke situatie van overspanning heeft u in veel gevallen dus niet door en lost zichzelf automatisch weer op. Het is wel aan te raden om regelmatig te checken of de omvormer gewoon aanstaat tijdens de zonuren. Veel mensen hebben een app om dit te controleren, maar u kunt ook kijken of de juiste lampjes branden op de omvormer. Het zou zonde zijn als de omvormer ongemerkt voor lange tijd uitgeschakeld is. 

Zijn zonnepanelen op mijn huis nog wel aan te raden?

Jazeker, maar het is ook voor een klein aantal zonnepanelen aan te raden om vooraf contact op te nemen met de netbeheerder. Kleine systemen mag u momenteel altijd aansluiten. Door vooraf uw netbeheerder te vragen, weet u of er risico is op verminderde teruglevering. Hoeveel minder is helaas niet te voorspellen. Hieronder ziet u een voorbeeld om u een idee te geven.

Wat de invloed is van een storing, hangt af van hoe groot het systeem is en hoe lang de storingen duren. Stel u heeft een systeem dat een voorspelde jaarlijkse opbrengst heeft van 3000 kWh. 13% van die opbrengst vindt ongeveer plaats in de maand juli. Als de omvormer op een zonnige dag in juli 3 uur lang uitgaat, dan mist u minder dan 10 kWh. Zelfs als dit 3 keer in een jaar voorkomt, dan mist u maar 1% van de jaaropbrengst. Geen reden tot zorgen dus. Stel dat de terugverdientijd van de zonnepanelen 4 jaar is, dan komt daar nu een halve maand extra bij. Bij maar 0,2% van alle daken met zonnepanelen was er sprake van een klacht over een omvormer die uitschakelde. Het is dus nog steeds rendabel is om zonnepanelen te nemen.

Kan net-overbelasting voorkomen worden?

We kunnen de snelweg toch gewoon verbreden? Het ligt eraan wat de oorzaak is. De netbeheerders zijn verantwoordelijk voor het onderhoud en de uitbreiding van het net. Als er te veel aanbod en tegelijkertijd te veel vraag is, kunnen we inderdaad het net lokaal versterken. Dit kan bijvoorbeeld door meer of dikkere kabels in de grond stoppen. Het kan soms lang duren voordat een netwerk uitgebreid kan worden. Bijvoorbeeld door te weinig (technisch) personeel, wetgeving, kosten, beveiliging van het netwerk of afstemming tussen verschillende partijen. Daarnaast zijn aanpassingen aan het laagspanningsnet sneller gedaan dan in het midden- of hoogspanningsnet, omdat het om een kleiner gebied gaat met kleinere onderdelen. 

Piek uitsmeren

In andere situaties is het mogelijk om de opwekking aan te passen. Zonnepanelen, die geplaatst zijn richting het zuiden, veroorzaken een flinke piek van elektriciteit midden op de dag. Netbeheerders moeten hier goed rekening mee houden. Zo zetten zij zonneparken soms tijdelijk uit om overbelasting te voorkomen. 

Een piek van zonnestroom kan worden uitgesmeerd over de dag door te kiezen om de zonnepanelen richting het oosten en het westen te plaatsen. De helft van de panelen wekken dan vooral elektriciteit in de ochtend en de andere helft vooral in de middag. Het nadeel hiervan is dat een paneel minder elektriciteit oplevert. Een voordeel kan zijn dat u meer panelen op uw dak kwijt kunt. Daarnaast kan het bij woningen zorgen voor meer direct verbruik, omdat doorgaans in de ochtend en avond de meeste elektriciteit wordt verbruikt. Zo’n oost-west-opstelling kan door de spreiding van energieopwekking op een dag  financieel voordeel opleveren, wanneer de salderingsregeling afgebouwd wordt. 

Als u zonnepanelen heeft, is het verstandig om uw wasmachine aan te zetten en auto op te laden als de zon schijnt.

Daarnaast helpt het als u kiest voor een omvormer met een lager vermogen. Omvormers hebben vaak een vermogen dat 90% is van het vermogen van de zonnepanelen. Een lager vermogen (van bijvoorbeeld 70-80%), zorgt ervoor dat de piek van zonnestroom wat meer afgevlakt wordt. De omvormer zit dan sneller aan zijn maximum vermogen. De zonnepanelen zouden meer elektriciteit kunnen leveren, maar de omvormer houdt dit tegen. Dit klinkt nadelig, maar er zitten veel voordelen aan. De omvormer start sneller op en schakelt later uit, is efficiënter en goedkoper. 

Batterijen kunnen ook een piek voorkomen, door op te laden als het zonnig is. Batterijen zijn niet dé oplossing voor dit probleem. Een batterij zit namelijk na ongeveer 2 zonnige uren al vol (afhankelijk van hoeveel zonnepanelen u heeft). Duurt het spanningsprobleem langer, schakelt de omvormer alsnog uit. Financieel gezien is het in de meeste gevallen nog niet aantrekkelijk om een thuisbatterij te plaatsen. Aangezien de kosten voor een thuisbatterij vergelijkbaar is met de aanschafkosten van ongeveer 30 zonnepanelen. Pas als de salderingsregeling (deels) is afgebouwd, kan het aantrekkelijker worden. Daarnaast is de CO2-uitstoot tijdens het maken van de batterij erg hoog en niet te compenseren in de levensduur. 

Slimme oplossingen

De vraag aanpassen is een moeilijker vraagstuk. Op kleine schaal kunnen we wasmachines laten draaien en auto’s laden, als de zon schijnt. Er zijn ook slimme oplossingen die dit al automatisch doen. De zonnestroom gebruikt u dan direct en gaat niet het net op. Als u zonnepanelen heeft, is het vanaf 2023 ook voor uw portemonnee voordeliger om dat te doen. 

Ook op grote schaal zijn er slimme oplossingen. Een groot systeem van zonnepanelen kan gekoppeld worden aan een kleine fabriek of een snellaadstation voor elektrische auto’s. Op die manier wordt de elektriciteit direct gebruikt, zonder gebruik te maken van het net. Zo zijn er ook oplossingen waarbij een heel gebied wordt beschouwd als eiland. In dit gebied stemt men vraag en aanbod op elkaar af. Meerdere partijen moeten hierbij wel goed samenwerken.

Zonnepanelen zijn nog steeds een goed idee!

We lopen tegen de grenzen aan van ons net, maar er wordt hard gewerkt om het net klaar te maken voor de toekomst. Neem voordat u zonnepanelen koopt, altijd contact op met de netbeheerder. Zo weet u beter waar u aan toe bent. Denk goed na of er slimme manieren zijn om overbelasting in uw situatie te voorkomen. Het is handig om vooraf een plan te maken. Zorg er bijvoorbeeld voor dat verbruik van elektriciteit aansluit bij de opwekking. U kunt hiervoor de zonnepanelenspecialist vragen om mee te denken.