Wind en zon laten samenwerken

zon en wind
Nederland zet fors in op wind- en zon. In 2030 moet 70% van onze elektriciteit komen van windfarms en zonneweides. En moeten kolencentrales gesloten zijn. Verschillende partijen melden dat wind en zon complementair zijn. Wij hebben uitgezocht in welke mate dat het geval is.

In welke mate worden de productiegaten uitgevlakt door zon en wind te combineren?



Het KNMI heeft voor tientallen weerstations uur gegevens (8760 per jaar) beschikbaar over de mate van zonne-instraling en over de hoeveelheid wind die waait. Humsterland Energie heeft voor het Noord-Nederland uitgezocht in welke mate zon en wind complementair zijn.

Opslag is in de transitie een geweldig dure component en die moet worden voorkomen. Daarom zou beleidsmatig gestuurd moeten worden op het minimaliseren van de accucapaciteit. Wij komen dan tot de conclusie dat een optimale verhouding tussen zon en wind ligt op 20% zon en 80% wind. Dit houdt in dat bij de provinciale goedkeuring er een stop moet komen op zon indien er nog onvoldoende wind is geïnstalleerd.

Ter illustratie: 1 KWattpiek aangesloten zon levert maximaal 1000 kWh op jaarbasis op. Als deze stroom in zijn geheel als basislast moet worden uitgevlakt, dan hebben we een accucapaciteit nodig van 31,8% van 1000 kWh = 318 kWh. Accu’s (Li-ion) kosten per kWh € 100. Een batterij voor een zonneveld zou dan € 31.800 per KW geïnstalleerd vermogen gaan kosten. En voor 1 hectare met 1000 KW zou de batterij 31,8 miljoen gaan kosten.


Uiteraard zal de verhouding van zon en wind op grote schaal bekeken moeten worden. De komst van wind op zee is dermate massaal dat het aandeel zon daarin klein zal blijven.

In de tabel hieronder is uitgegaan van windmolens op land met een ashoopte van 50 m. Bij grotere molens verandert die verhouding.


Schermafbeelding 2020-03-25 om 14.24.36

Vollasturen door samenwerking van wind en zon



We horen vaak roepen dat wind en zon elkaar zo aanvullen dat er grosso modo een gelijkmatig vermogen beschikbaar is.
Als je naar de details kijkt vanuit de KNMI weergegevens, dan blijkt dat niet zo te zijn.

Volgens CBS is het opgesteld vermogen van wind op land
in 2019: 3527 MW opgesteld vermogen en de productie 7429 mln kWh, daaruit volgt dat de vollasturen op land bedragen 7429.000.000 / 3527.000 = 2106 uur
in 2020: 4159 MW opgesteld vermogen en de productie 8960 mln kWh, daaruit volgt dat de vollasturen op land bedragen 7429.000.000 / 3527.000 = 2154 uur

bij 50/50 wind en zon opbrengst met windmolens die 2100 vollasturen hebben en zonnevelden die 900 vollasturen hebben levert de combinatie
in een geïsoleerde situatie 1562 vollasturen op. Wind en zon samen verhogen niet het aantal vollasturen. Veranderen we de verhouding dan zien we:




Zon % /Wind%

vollasturen

Productie

0/100

2100

Productie

10/90

2047

Productie

20/80

1937

Productie

50/50

1562

Productie

80/20

1606

Productie

90/10

1574


Situatie in 2030 conform het vigerend beleid leidt ertoe dat 29 % van de stoom niet opgenomen kan worden door de vraag



In het klimaatakkoord is afgesproken dat 70% van de huidige stroomvoorziening uit wind en zon moeten komen.
Volgens een recent onderzoek van de TU Delft betekent dat we 29% van de stroom niet direct kunnen invoeden omdat de vraag er niet is.
Ook in het omringde buitenland kunnen we die stroom niet kwijt. De producenten moet voor hun businesscase 4,5 cent per kWh ontvangen.
Als de stroom weggegooid wordt (curltailment) dan verhoogt dat de totale stroomprijs op jaarbasis van met 40%.

Curltailment is nog de goedkoopste optie. Opslag is aanzienlijk prijziger.

Bovendien resteren ook nog productiegaten.

Zie studie van Max Tonis TU Delft jan 2021