Energie-opslag en batterijen op het landbouwbedrijf
Hernieuwbare energieproductie is variabel, net als ons energieverbruik. Door middel van energie-opslag kunnen we beide beter op elkaar afstemmen. Welke vorm van energie-opslag past best op jouw bedrijf? Kijk daarvoor eerst naar je verbruiksprofiel. We nemen het voorbeeld van een melkveebedrijf waar men klassiek melkt. Daar is er 's morgens en 's avonds een verbruikspiek.
Gestegen energieprijzen
Iedereen heeft in 2022 de gestegen energieprijzen aan den lijve ondervonden. Deze prijsstijging werd deels veroorzaakt door speculatie en paniek op de internationale energiemarkten. Een gedeelte van de prijsstijgingen heeft echter ook een blijvend karakter wegens veranderingen op de energiemarkt. Enerzijds bereiken steeds meer kerncentrales het einde van hun levensduur en worden ze vervangen door gasgestookte centrales. Anderzijds zien we dat door gewijzigde geopolitieke situaties er nu veel meer gebruik gemaakt wordt van LNG. Dit vloeibaar gas is echter een stuk duurder want het moet samengedrukt en gekoeld worden en via schepen getransporteerd worden.
Als alternatief is er ook een versnelde plaatsing van hernieuwbare energie zichtbaar (PV, windmolens,...) Het nadeel is dat deze energiebronnen niet altijd beschikbaar zijn en dat zorgt voor een grotere variatie van energieprijzen. De energieprijs wordt ook bepaald door vraag en aanbod. Wanneer er veel hernieuwbare energie is en/of weinig verbruik, dan wordt de energie goedkoop. Als er weinig hernieuwbare energie is of het verbruik hoog is, dan worden energieprijzen duurder. Op dat moment moeten de gascentrales bijspringen en deze centrales hebben de hoogste werkingskost wegens hoge gasprijzen.
Eigen productie steeds interessanter
Met de gestegen energieprijzen wordt investeren in hernieuwbare energie op je bedrijf steeds interessanter. De prijzen voor deze technieken zijn veel minder gestegen dan de energieprijzen. Met andere woorden: de terugverdientermijn (van een correct gedimensioneerde installatie) wordt korter dan ooit. Bij een correct gedimensioneerde installatie kan je het netverbruik vaak met 50% of meer reduceren. Een correcte dimensionering en selectie van technieken blijft echter noodzakelijk. De installatie dient namelijk zo veel mogelijk te produceren op de ogenblikken waarbij je zelf een hoog verbruik hebt. Overschotten kan je uiteraard nog verkopen via je injectiecontract, maar eigen verbruik maximaliseren blijft het meest rendabel. Voor deze energie moet je geen nettarieven of andere vergoedingen te betalen.
Opslag als oplossing voor variabiliteit
Hernieuwbare energie is een variabel gegeven. Daarom wordt er massaal onderzoek gedaan naar lange termijn opslag zoals de productie van waterstof (H2). Op zomerse dagen met een overaanbod aan zon- of windenergie kunnen elektrolysers deze elektriciteit gebruiken om waterstofgas te produceren. Dit kan in de winter opnieuw gebruikt worden als energiebron.
Installaties voor lange termijn opslag zijn echter zeer duur en nog volop in ontwikkeling. Daarom hebben we ook baat bij korte termijn opslag. Deze technieken zijn reeds beschikbaar en vaak betaalbaarder. Voorbeelden zijn:
- grote warmwaterbuffers: eenvoudig en goedkoop
- ijsbanken: complexer en duurder
- batterijen: duurst maar wel multifunctioneel
Het doel is om je verbruik over de volledige dag zo optimaal mogelijk op te vangen met lokaal geproduceerde energie. Met korte termijn opslag stijgt je eigen verbruik en beperk je de nodige energie van het net.
Praktische toepassingen
Hoe benutten we dergelijke korte termijn opslag? Eerst kijk je naar het verbruiksprofiel van je bedrijf. Heb je een doorlopend verbruik of eerder periodes met een heel hoog energieverbruik, afgewisseld met periodes met een laag verbruik?
Een mooi voorbeeld is een melkveebedrijf waar men klassiek melkt. Zo'n bedrijf heeft een verbruikspiek 's morgens en 's avonds. Tijdens de dag, wanneer zonnepanelen het meest opbrengen, is er een zeer laag verbruik. Hieronder een voorbeeld van een dergelijk verbruiks- en opbrengstprofiel. De eerste grafiek toont het verbruik, de tweede de opbrengst van de zonnepanelen.
Vormen van energie-opslag op een melkveebedrijf
Op de grafieken is duidelijk te zien dat de opbrengst van de zonnepanelen en het verbruik op het bedrijf elkaar weinig tot niet overlappen. Zonder opslag wordt zowat alle energie teruggeleverd aan het net en moet men enkele uren later, tijens het melken, elektriciteit aankopen tegen een fikse meerkost. Bij dergelijke belastingsprofielen is opslag sterk aanbevolen. Des te meer bij contracten waarbij de elektriciteit wordt verrekend op uurbasis. Hier stellen we namelijk vast dat het verbruik samenvalt met de uren waarop elektriciteit het duurst is. Opslag kan op verschillende manieren.
IJsbank
Een eerste optie is het gebruik van een ijsbank. Tijdens de dag, wanneer de zonnepanelen voldoende opbrengen, wordt een koelgroep naast de ijsbank geactiveerd. Deze ijsbank maakt vervolgens ijs aan om later op de dag te gebruiken. Tijdens het melken wordt de melk eerst door de warmtewisselaar van de voorkoeler gestuurd en vervolgens door de warmtewisselaar van de ijsbank richting de melktank. Op deze manier moet je weinig tot niet koelen tijdens de melkcyclus en bekom je een verschuiving van het verbruik. Een ijsbank kan wel enkel ingrijpen om het verbruik van de koelgroep te verschuiven. Verbruiken van de melkpomp, vacuümpomp en andere blijven behouden tijdens de melkcyclus zelf. Daar tegenover staat wel een relatief lage kostprijs per kWh opslag.
Warmwaterbuffer
Net zoals een ijsbank kan je tijdens de dag energie bufferen in een warmwaterbuffer. Later op de dag, tijdens het reinigen wordt dit warm water benut. Vaak dient er een grotere warmwaterbuffer te worden geplaatst zodat er vlak voor of na de reinigingscyclus niet meer moet worden bijverwarmd. Ook deze techniek kent een relatief lage investeringskost per kWh maar is beperkt in mogelijkheden.
Batterij
Een batterij biedt een all-in oplossing. Daar tegenover staat wel een behoorlijke investeringskost. Een groot deel van de benodigde elektriciteit wordt tijdens de dag gebufferd in de batterij. Tijdens de melkcyclus (vaak op de dure piekmomenten) wordt de batterij aangesproken zodat er zo weinig mogelijk elektriciteit nodig is van het net. Als de batterij onvoldoende capaciteit heeft om twee volledige melkcyclussen te overbruggen, kan er 's nachts worden bijgeladen op de goedkoopste uren. Op deze manier kan je optimaal gebruik maken van de zonnepanelen en een dynamisch elektriciteitscontract (op uurbasis). Op onderstaande grafiek zie je het batterijgebruik visueel voorgesteld.
Meer info?
Tijdens het PDPO HE project wordt het totaalverbruik en de deelverbruiken van verschillende toestellen bij meerdere landbouwbedrijven in kaart gebracht. Hiermee gaan we na hoe hernieuwbare energie samen met één of meerdere opslagtechnieken optimaal ingezet kan worden op landbouwbedrijven.
