EN
Quick Links
Energie netwerken richten zich tegenwoordig steeds meer op gecombineerde zonne-energie- en opslagopstellingen, waarbij zonnepanelen samenwerken met lithium-ionbatterijen of flowbatterijensystemen. Het basisidee is eenvoudig genoeg: opslaan van extra stroom die overdag wordt opgewekt, zodat die gebruikt kan worden wanneer de vraag 's avonds toeneemt of wanneer het netwerk problemen ondervindt. Aangezien hernieuwbare energie al voor meer dan 20 procent zorgt in verschillende regio's, zien energiemaatschappijen deze batterijsystemen niet langer als optionele extra's. In plaats daarvan beginnen zij ze te beschouwen als fundamentele onderdelen van de netwerkinfrastructuur, iets dat vanaf het begin moet worden gepland, in plaats van er later als een nasleep aan toe te voegen.
Opslag toevoegen vlakbij zonneparken maakt van hen veel flexibelere stroombronnen. Neem als voorbeeld het zonnestroomcentrale van 250 megawatt in Arizona. Tijdens de piekuur 's avonds, wanneer iedereen zijn lampen en apparaten aanzet, leverde het ingebouwde batterijensysteem van de locatie 100 megawatt over vier uur uit zijn capaciteit van 400 megawattuur. Hierdoor hoefden die oude gasgestookte piekbelastingscentrales niet opgestart te worden voor slechts een paar extra uren. Dergelijke opstellingen verminderen de noodzaak voor lange elektriciteitslijnen op grote afstand en kunnen het elektriciteitsnet na ernstige storingen daadwerkelijk opnieuw opstarten. Volgens recente studies van NREL zien energiebedrijven ongeveer 40 procent besparing op die lastige frequentieaanpassingen die nodig zijn om alles in balans te houden wanneer zij opslag combineren met hun zonneprojecten.
Als je naar het grotere plaatje kijkt, is er duidelijk een boost geweest in de hoeveelheid energieopslag die wordt toegevoegd aan grote zonneparken in Amerika. Volgens Market.us van vorig jaar zullen ongeveer driekwart van alle geplande zonne-energieprojecten voor 2023 tot 2024 een of ander type batterijsysteem bevatten. Wat betekent dit eigenlijk? Nou, ons land heeft momenteel ongeveer 20,7 gigawatt aan batterijen in bedrijf. Dat is behoorlijk indrukwekkend, omdat die in staat zijn om in ongeveer 15 miljoen huishoudens het licht te houden indien er een stroomuitval van vier uur zou plaatsvinden. Verschillende staten die doelstellingen hebben vastgesteld voor schonere energieproductie beginnen ook te eisen dat nieuwe zonneparken standaard opslagoplossingen moeten bevatten. Deze regelgevende impuls creëert kansen voor bedrijven die kijken naar retrofitoplossingen. Experts schatten dat deze eis alleen al jaarlijks ongeveer twaalf miljard dollar zou kunnen genereren, louter voor het upgraden van bestaande systemen met een geschikte batterijopslag op het midden van het volgende decennium.
Zonne-energieprojecten op netniveau verlaten zich tegenwoordig grotendeels op lithium-ionbatterijen, omdat deze een rendement van ongeveer 90% bieden en de prijzen de laatste tijd flink zijn gedaald, tot ongeveer 89 dollar per kWh volgens cijfers uit 2023. Deze batterijen presteren uitstekend wanneer we binnen een paar uur veel vermogen nodig hebben, meestal tussen 4 en 8 uur opslag. Maar er zijn tegenwoordig ook nieuwe spelers op de markt, zoals ijzer-lucht en zink-broom stroombatterijen, die beter geschikt lijken voor situaties waarin we energie op lange termijn moeten opslaan, vanaf 12 uur tot wel meer dan 100 uur. Onderzoekers boeken ook vooruitgang op het gebied van kathodematerialen en hebben de energiedichtheid van lithium-ionbatterijen weten te verhogen tot boven de 300 Wh per kg, wat betekent dat bedrijven kleinere batterijsystemen kunnen installeren zonder dat dit ten koste gaat van de capaciteit van hun zonneparken.
Vaste-stofbatterijen boeken serieuze vooruitgang in de bestrijding van thermische ontlading dankzij hun keramische elektrolytopbouwen, die energiedichtheden boven de 500 Wh/kg kunnen bereiken. Dit soort prestaties maakt ze tot ideale kandidaten voor grootschalige zonningsoplossingen waarbij ruimte een rol speelt. Ondertussen heeft natriumionentechnologie de laatste tijd behoorlijk ingehaald en biedt het vergelijkbare eigenschappen als eerste generatie lithiumbatterijen, maar met productiekosten die ongeveer 40 procent lager liggen. De materialen die worden gebruikt in deze natriumcellen zijn bovendien veel eenvoudiger te verkrijgen in vergelijking met zeldzame aardmetalen, waarbij verbindingen zoals Pruisisch blauwe analogen steeds populairder worden binnen productiekringen. Beide innovaties passen goed binnen wat veel landen plannen voor hun elektriciteitsnetten in de komende tien jaar of zo. De meeste regeringen streven naar ongeveer 95 procent integratie van hernieuwbare energie tegen 2035, en deze nieuwe batterijopties helpen tegelijkertijd twee grote problemen aan te pakken: veiligheidsrisico's van traditionele chemieën en het groeiende probleem van schaarse grondstoffen die nodig zijn voor massaproductie.
Zonnepanelen met batterijopslag worden momenteel snel ingevoerd, maar lopen tegen grote problemen aan bij de aansluiting op het elektriciteitsnet. Volgens gegevens van NREL uit 2023 wijzen ongeveer 40 procent van de vertragingen in hernieuwbare energieprojecten op problemen bij de aansluiting via de wachtrijen voor netkoppeling. Ons huidige elektriciteitsnet is ontworpen voor een eenzijdige stroomverdeling, waardoor het moeite heeft met de teruggevoerde stroom van al die kleine zonnestroom- en opslagsystemen die verspreid zijn over de wijk. Dit betekent dat nutsbedrijven flink moeten investeren in het moderniseren van transformatoren om de netstabiliteit te waarborgen. Een ander probleem is de onverenigbaarheid tussen omvormers. Oudere apparatuur beschikt eenvoudigweg niet over de benodigde capaciteit om spanningen goed te reguleren tijdens de voortdurende laad- en ontlaadcycli waarbatterijen mee te maken hebben.
Het goed regelen van thermisch beheer is absoluut cruciaal voor grote batterijopslagsystemen. Wanneer de temperaturen niet adequaat worden geregeld, kan dit volgens onderzoek van DNV uit 2022 leiden tot een vermindering van de levensduur van deze batterijen met tot wel 30%, voordat ze vervangen moeten worden. De meeste huidige industriele regelgeving vereist back-up koelsystemen en geavanceerde brandsystemen die gevaarlijke oververhittingsituaties binnen slechts acht seconden effectief moeten stoppen. Als we kijken naar de financiële kant van de zaak, dan vormt thermisch beheer ongeveer 18% van de totale installatiekosten van een BESS-systeem. Voor iets als een installatie van 100 MW komt dit neer op ongeveer 1,2 miljoen dollar extra kosten. Dat is een behoorlijk bedrag, maar noodzakelijk gezien de gevoeligheid van deze systemen voor hitteproblemen.
Hoewel lithium-ionbatterijen 92% van nieuwe zonne-energieopslagprojecten domineren (Wood Mackenzie 2024), staan ontwikkelaars voor een belangrijk afwegingsprobleem:
Een Lazard-studie uit 2024 toonde aan dat het vergroten van batterijopslag met 20% de project-ROI verhoogt dankzij een 30% langere systeemlevensduur, ondanks hogere initiële kosten.
Wijzigingen in overheidsbeleid maken echt verschil in de snelheid waarmee, en of, zonnepanelen met batterijopslag in het hele land worden ingezet. Ongeveer vijftien staten in de VS zijn gestart met het opleggen van vereisten voor energiesopslagsystemen voor elke nieuwe zonnepark die groter is dan 50 megawatt. Tegelijkertijd is er iets dat FERC Order 841 heet, en die blijft veranderen hoe energiemaatschappijen worden betaald op groothandelsmarkten. Volgens de SEIA, als we al die vergunningen en administratieve eisen kunnen vereenvoudigen, zouden we rond 2026 ongeveer 15 gigawatt aan zonne-energie plus opslagprojecten kunnen zien doorgaan. Dit zou vooral gebeuren omdat iedereen het eens is over de basisveiligheidsregels en hoe de verschillende delen van het elektriciteitsnetwerk met elkaar verbonden moeten zijn.
Neem als voorbeeld de Moss Landing-installatie in Californië, die laat zien wat er gebeurt wanneer zonnepanelen en batterijen samenwerken om netproblemen tijdens piekbelasting aan te pakken. De installatie beschikt over ongeveer 1,6 gigawattuur opslagcapaciteit gekoppeld aan zonnepanelen, wat betekent dat het elektriciteit kan leveren aan meer dan 300 duizend huishoudens gedurende vier uur, precies op het moment dat mensen het ’s avonds het meest nodig hebben. Wat dit extra interessant maakt, is dat het systeem jaarlijks bijna 28 miljoen dollar aan boetes voor netbeheerders heeft weten te besparen dankzij zijn vermogen om de netfrequentie te reguleren. Best indrukwekkend, aangezien het bijna 98% efficiënt bleef werken, zelfs toen bosbranden vorige zomer delen van het transmissienet uitvielen.
De grootste zonnepark-batterijopstelling in Florida, met een indrukwekkende capaciteit van 900 MWh, heeft het gebruik van piekvermogenscentrales op fossiele brandstoffen met ongeveer 40% teruggebracht tijdens de orkaanseizoenen, dankzij vrij slimme distributiealgoritmen. Wat dit systeem zo effectief maakt, is de integratie met een nabijgelegen zonnepark van 75 MW. Door opslag van overtollige zonne-energie die overdag wordt opgewekt, kunnen de batterijen elektriciteit vrijgeven wanneer de vraag stijgt tussen 19:00 en 21:00 uur 's avonds. Deze slimme aanpak bespaart jaarlijks ongeveer 3,2 miljoen dollar aan congestiekosten alleen al. De echte magie ontstaat op stormachtige dagen, wanneer het elektriciteitsnet extra ondersteuning nodig heeft maar traditionele stroombronnen mogelijk ontoegankelijk zijn of gewoon te duur om op volle toeren te draaien.
Een recente opstelling van 300 MW/450 MWh Tesla Megapacks laat zien hoe zonnepanelen met batterijopslag kunnen inspringen wanneer het elektriciteitsnet extra ondersteuning nodig heeft. Terug in 2023, na een onverwachte storing van een grote kolencentrale, sprongen deze batterijen binnen slechts 140 milliseconden aan - dat is ongeveer 60 keer sneller dan ouderwetse thermische centrales kunnen. Dankzij deze snelle reactie kon ongeveer 650 duizend huishoudens van stroom blijven worden voorzien, die anders getroffen zouden zijn door een grootstroomuitval. Wat dit nog indrukwekkender maakt, is dat het systeem een indrukwekkende efficiëntie van 92% behield, ondanks dat het gedurende de dag continu gedeeltelijk werd gebruikt. Deze prestaties in de praktijk bewijzen sterk dat het combineren van verschillende energiebronnen goed samenwerkt, waardoor het makkelijker wordt om hernieuwbare energie te integreren in onze bestaande elektriciteitsinfrastructuur zonder afbreuk te doen aan de betrouwbaarheid.
Zonnepanelenbatterij-systemen worden tegenwoordig steeds slimmer dankzij kunstmatige intelligentie die helpt bij het beheren van het opladen en ontladen van stroom, evenals de interactie met het elektriciteitsnet. Slimme software houdt dingen in de gaten zoals het weer, hoeveel de elektriciteitskosten gedurende de dag variëren en de huidige patronen van energieverbruik. Volgens Startus Insights uit 2025 kan dit soort slimme systemen de rendementen voor mensen die dergelijke installaties runnen, tussen 12% en 18% verbeteren in vergelijking met oudere vaste systemen. In grote installaties waarbij veel batterijen zijn betrokken, verplaatst machine learning automatisch energie tussen verschillende batterijgroepen en omvormers. Dit helpt om de batterijen te beschermen tegen te snelle slijtage en houdt spanningsverschillen onder ongeveer 2%, wat erg belangrijk is bij het ondersteunen van elektriciteitsnetten die niet erg stabiel of robuust zijn.
Hybrides zonnewindbatterijen vormen nu 34% van nieuwe hernieuwbare installaties, waardoor 24/7 schone stroomlevering mogelijk is via:
Recente studies wijzen uit dat hybride centrales 92% capaciteitutilisatie behalen tegenover 78% voor zelfstandige zonneparken, waarbij opslagintegratie op dezelfde locatie 83% van de intermitterende outputgaten opvangt.