Een Batterij-opslagsysteem (BESS) helpt jouw bedrijf om het elektriciteitsverbruik te optimaliseren en de energierekening te verlagen. Simpel gezegd slaat een BESS energie op wanneer er een overschot is of de stroom goedkoop is, en geeft deze weer vrij op het moment dat je de energie nodig hebt.
Met een batterij-opslagsysteem vang je zelf opgewekte, duurzame energie op voor later gebruik. Je bent voorbereid op stroomstoringen en wisselende prijzen, je vlakt piekverbruik af én je ondersteunt het landelijke elektriciteitsnet.
Met een BESS kun je profiteren van schommelingen in de elektriciteitsprijs door stroom op te slaan wanneer deze goedkoop is en te ontladen tijdens dure uren. Bovendien fungeert het systeem als een betrouwbare noodstroomvoorziening (UPS), zodat je bedrijfsprocessen gewoon blijven draaien bij een stroomuitval. De slimste oplossingen gaan nog een stap verder en nemen deel aan de markten voor systeemdiensten (ancillary services). Dit is voordeliger voor zowel BESS-eigenaren als het landelijke elektriciteitsnet.
Batterij-energieopslagsystemen zie je steeds vaker, zowel bij huishoudens als bij bedrijven. In dit artikel duiken we in BESS vanuit zakelijk perspectief.
Denk je erover na om een BESS aan te schaffen? Wij leggen je precies uit wat je moet weten over de werking, de voordelen en de oplossingen die er zijn:
In de kern kan een batterij-opslagsysteem elektriciteit opslaan voor later gebruik. Hierdoor haal je het maximale uit de stroom die je zelf opwekt, hoef je minder in te kopen bij het net en doe je dat op de goedkoopste momenten.
Zo wordt elke kilowattuur die door je systeem stroomt optimaal benut. Tegelijkertijd ben je gewapend tegen storingen in de stroomtoevoer.
Met een batterij-opslagsysteem kun je:
We kunnen batterij-opslagsystemen indelen in drie categorieën, afhankelijk van het gebruikt:
Bij lokaal gebruik optimaliseert het systeem het energieverbruik van jouw pand. Je slaat stroom op van eigen hernieuwbare bronnen, zoals zonnepanelen of windmolens, maar het systeem kan ook worden opgeladen via het net.
Die opgeslagen energie gebruik je later om verbruikspieken op te vangen en om het verbruik te verschuiven van dure naar goedkopere uren. Daarnaast dient een volle batterij als back-up tijdens prijspieken of stroomuitval. Dit is cruciaal voor bedrijven waarvan het productieproces afhankelijk is van een continue stroomvoorziening.
Bij gebruik voor systeemdiensten helpen batterijsystemen de landelijke netbeheerders om de frequentie op het stroomnet stabiel te houden. Dit is essentieel, want grote schommelingen kunnen leiden tot storingen of zelfs uitval van het elektriciteitsnet.
Systemen die hieraan deelnemen, laden en ontladen hun batterijen nauwkeurig afgestemd op de netfrequentie. Bedrijven ontvangen hiervoor een vergoeding uit de markt voor systeemdiensten.
Bij gecombineerd gebruik doet de BESS beide: hij regelt je lokale opslag én is actief op de markt voor systeemdiensten.
Dit systeem benut overtollige zonnestroom, vlakt pieken in je verbruik af, houdt rekening met de uurlijkse prijsschommelingen, dient als backup stroombron én genereert inkomsten door deelname aan de markt voor systeemdiensten.
De systemen van Cactos werken bijvoorbeeld in deze gecombineerde modus*, met als doel altijd het maximale financiële voordeel voor de gebruiker.
*Deelname aan de markt voor systeemdiensten is momenteel beschikbaar in Finland. Neem contact met ons op voor de status in Nederland.
Energie kun je bij vrijwel elke leverancier inkopen, maar je netbeheerder is locatiegebonden. De kosten voor het transport van elektriciteit hangen af van deze netbeheerder.
De vuistregel is simpel: hoe meer stroom de netbeheerder beschikbaar moet houden voor jouw pand, hoe duurder je aansluiting. Al is de prijs per kWh voor grootverbruikers vaak lager.
Voor bedrijven en instellingen wordt vaak gerekend met een piekbelastingtarief (of gecontracteerd vermogen). Dat wordt gebaseerd op de hoogste piek in je verbruik gedurende een bepaalde periode.
Heb je een grillig verbruik met hoge pieken? Dan betaal je meer dan bij dan bij een stabiele belasting. Een BESS strijkt die pieken glad (peak shaving). Als je tijdens een zwaar proces (denk aan het snelladen van EV’s) ondersteuning krijgt van je batterij, wordt het net minder zwaar belast. En dat scheelt in de kosten.
Soms is het probleem niet eens de prijs, maar de beschikbaarheid. Het vereiste piekvermogen is er simpelweg niet.
In de praktijk betekent de toenemende netcongestie dat de netaansluiting van een locatie niet genoeg piekvermogen kan leveren wanneer dat nodig is. Je aansluiting verzwaren is een traag en duur proces, en in sommige regio’s zelfs onmogelijk omdat het net vol zit.
Een batterij energie opslagsysteem biedt hier uitkomst door extra vermogen te leveren bovenop wat het net kan bieden. Wanneer je activiteiten om een korte vermogens boost vraagt, bijvoorbeeld voor het snelladen van een EV of het opstarten van zware machines, levert het batterijsysteem het benodigde extra vermogen. Zo vormt het elektriciteitsnet geen knelpunt meer.
Steeds meer bedrijven maken gebruik van dynamische energiecontracten, waarbij de uurprijs sterk varieert op basis van vraag en aanbod. Met een BESS kun je slim inspelen op deze prijsschommelingen en elektriciteit kostenefficiënt gebruiken.
De prijzen voor de volgende dag zijn meestal ruim van tevoren bekend. Dat helpt producenten en consumenten om te plannen. Is stroom in de ochtend duurder dan in de middag? Dan sla je het van tevoren op.
Je kunt grootverbruikers ook slim inplannen op goedkope momenten. En dreigt de prijs te zakken? Dan stel je het verbruik even uit. Is de prijs juist hoog? Dan schakel je over op batterijvermogen in plaats van dure netstroom.
Een BESS en je hernieuwbare energieproductie versterken elkaar uitstekend. De beschikbaarheid van zon- en windenergie is altijd afhankelijk van het weer. Met opslag vang je die dagelijkse schommelingen op en zet je jouw groene stroom veel effectiever in. Wanneer de zon schijnt en de wind waait, duwen alle panelen en windturbines in de omgeving vrijwel gratis energie het net in.
In plaats van zelf opgewekte energie tegen een laag rendement te verkopen, kun je deze opslaan voor eigen gebruik. Dat scheelt in de inkoop later én levert onderaan de streep meer op voor je productie.
Een BESS kan ook zekerheid bieden tegen stroomstoringen. In deze rol staat de oplossing bekend onder de afkorting UPS (Uninterruptible Power Supply).
Een goed afgestemd BESS systeem garandeert dat vitale processen blijven draaien, bij een stroomuitval. Of het nu gaat om de verwarming, het beheren van complexe productieprocessen die je niet zomaar stilzet, of het laden van voertuigen bij een logistiek bedrijf: met back-upstroom overbrug je kritieke momenten.
Transmissiesysteembeheerders (TSO's) TenneT onderhouden in Nederland het hoogspanningsnet en zorgen ervoor dat de netfrequentie constant blijft.
Als een energiecentrale uitvalt of een internationale verbinding hapert, kan de frequentie tijdelijk schommelen. Wordt dat niet direct hersteld, dan kan er schade ontstaan aan het net en aangesloten apparatuur.
De markt voor systeemdiensten (ook wel onbalansmarkt genoemd) voorziet in deze behoefte aan balancering. Deelnemende BESS-systemen reageren op de behoefte aan frequentiecorrectie door batterijen te laden of te ontladen. Eigenaren ontvangen een financiële vergoeding voor het beschikbaar stellen van die capaciteit, ongeacht of die daadwerkelijk wordt gebruikt.
De landelijke netbeheerder, TenneT, koopt regelvermogen in op zijn markten en activeert dit om de netfrequentie te stabiliseren wanneer dat nodig is. De minimale hoeveelheid die op de markt moet worden aangeboden is vrij groot, waardoor het voor individuele deelnemers moeilijk is om aan het vereiste vermogensniveau te voldoen.
Kleinere spelers kunnen ook bijdragen aan netbalancering door zich aan te sluiten bij grotere 'pools'. Cactos biedt een voorbeeld van zo'n BESS dat geschikt is voor systeemdiensten. De slimme BESS-systemen van Cactos nemen deel aan deze markten als onderdeel van de marktspecifieke pool van Cactos.
De systemen laden en ontladen op basis van de frequentie, en iedereen in de pool krijgt betaald naar rato van deelname.
*Deelname aan de markt voor systeemdiensten is momenteel beschikbaar in Finland. Neem contact met ons op voor de status in Nederland.
In de basis bestaat een commercieel BESS uit een batterijpakket en een omvormer (inverter). Alle geavanceerde oplossingen bevatten ook slimme besturingssoftware.
Het meest zichtbare onderdeel van een BESS is het batterijpakket. Dit bestaat uit batterijcellen die elektriciteit opslaan. Het aantal batterijcellen hangt af van het type en de capaciteit van het pakket.
Batterijen slaan elektriciteit op als gelijkstroom (DC). Dit kan afkomstig zijn van zonnepanelen of een windturbine op eigen terrein. Wisselstroom (AC), beschikbaar uit een gewoon stopcontact, kan ook worden omgezet in gelijkstroom. Daar heb je een omvormer voor nodig.
De omvormer (inverter) verandert het type elektriciteit. Een standaard omvormer kan alleen DC-elektriciteit omzetten naar AC-elektriciteit, maar een hybride model werkt twee kanten op.
Een batterijcel alleen is niet genoeg; er is iets nodig om de omvormer en daarmee de batterijen aan te sturen om iets nuttigs te doen. Besturingssoftware helpt de elektriciteitsstroom in en uit de batterijen te optimaliseren.
Hoe slimmer de software die het systeem aanstuurt, hoe efficiënter het gebruik. Sommige BESS-fabrikanten bieden hun besturingssoftware gratis aan. De functies hiervan zijn alleen vrij beperkt. Er zijn ook betaalde programma's beschikbaar die via een eenmalige vergoeding of maandelijks worden betaald. Bij Cactos zit de geavanceerde software gewoon inbegrepen in het maandelijkse leasetarief.
De basisfunctie is altijd hetzelfde: stroom opslaan, bewaren met zo min mogelijk verlies, en weer vrijgeven voor gebruik. De eisen voor batterijen in BESS-systemen verschillen van die in kleine elektronica en elektrische voertuigen.
Omdat batterij energieopslagsystemen stationair zijn, zijn gewicht en omvang over het algemeen geen probleem. Daarom is het mogelijk om algemeen beschikbare materialen te gebruiken met een lagere energiedichtheid dan bijvoorbeeld de lichtgewicht materialen in elektrische auto's.
De volgende factoren zijn bijzonder belangrijk voor batterijtypes in BESS-toepassingen:
Hieronder bespreken we zowel gevestigde batterijtypes in de industrie als enkele veelbelovende oplossingen voor de toekomst.
De voordelen van lithium-ion (Li-ion) batterijen zijn een hoge energiedichtheid, een lange levensduur van 10-20 jaar, en snel laden en ontladen. Het nadeel is dat ze duur zijn en gevoelig voor hoge temperaturen.
Traditionele lithium-ion batterijen worden gemaakt met zeldzame aardmetalen: nikkel, kobalt en mangaan. Deze combinatie staat ook bekend onder de afkorting NMC.
Deze metalen zijn duur, moeilijk te verkrijgen en vormen uitdagingen op het gebied van verantwoord ondernemen in de toeleveringsketen. Daarom zijn er alternatieve materialen ontwikkeld.
Zowel batterijmaterialen als hele batterijen kunnen ook worden gerecycled: zo zijn de batterijen in de Cactos One Classic BESS gerecyclede Tesla lithium-ion batterijen.
Een van de meest veelbelovende alternatieven voor traditionele lithium-ion batterijen is de ijzerfosfaat- of LiFePO4-batterij.
De ijzerfosfaat batterij is nog steeds een lithium-ionbatterij, maar in plaats van zeldzame aardmetalen, is het kathodemateriaal gemaakt van gemakkelijk verkrijgbaar en aanzienlijk goedkoper ijzerfosfaat. De energiedichtheid van LiFePO4-batterijen haalt niet helemaal het niveau van NMC-batterijen.
Aan de andere kant is de ijzerfosfaat batterij aanzienlijk goedkoper om te produceren, en zijn gewicht en omvang geen drempel bij statische energieopslag. LiFePO4 is stabieler en veiliger dan NMC-materiaal, omdat het niet gevoelig is voor oververhitting ('thermal runaway') of explosies.
Het is ook een oplossing voor de lange termijn: een ijzerfosfaat batterij gaat naar schatting 15 tot 20 jaar mee. Dit maakt ijzerfosfaat op dit moment de slimste keuze voor BESS. De 'First Life' BESS-systemen van Cactos gebruiken bijvoorbeeld uitsluitend ijzerfosfaatbatterijen.
De 'ouderwetse' loodzuurbatterij is goedkoop en kan veel energie bevatten. Maar ze zijn zwaar, groot en hebben een lage energiedichtheid.
Daarnaast is hun levensduur korter, waardoor de batterijen vaker vervangen moeten worden. Loodzuurbatterijen zijn ook een milieutechnisch kortzichtige keuze. Een typische loodzuurbatterij gaat slechts 5 tot 8 jaar mee. De levensduur kan verder worden verkort door:
Lood is een giftig metaal dat bodem en water vervuilt. Hoewel recycling in de EU verplicht is, blijft de winning van lood en het recyclingproces zelf belastend voor het milieu. In de EU is recycling van loodzuurbatterijen verplicht, dus fabrikanten en verkopers moeten gebruikte batterijen terugnemen.
Recycling lost echter niet alle problemen op. Voor de productie van nieuwe batterijen is nog steeds loodwinning nodig, wat schadelijk is voor het milieu. Bovendien kan lood ook tijdens het recyclingproces in het milieu terechtkomen.
Een flow-batterij is een vloeistofbatterij die energie opslaat met behulp van twee elektrolytoplossingen. Flow-batterijen zijn efficiënt en hebben een zeer lange levensduur, tot wel 20 jaar. Ze zijn ook veilig, duurzaam en milieuvriendelijk.
De grootste uitdagingen bij flowbatterijen zijn de hoge kosten en de lastige installatie. Ze zijn ook vrij zwaar en nemen veel ruimte in beslag. Het gebruik van flowbatterijen is nog relatief nieuw en de technologie wordt verder ontwikkeld.
Hoewel flowbatterijen een veelbelovende technologie voor de toekomst zijn, zijn ze op dit moment, en waarschijnlijk ook de komende paar jaar, wellicht niet de beste oplossing voor de meeste bedrijven. Voorlopig zijn ze meer geschikt voor industriële en grid-niveau toepassingen dan als oplossing voor individuele bedrijven of panden.
Zout kan de toekomstige oplossing voor het opslaan van elektriciteit zijn. Batterijen op basis van natriumzout bevatten helemaal geen zeldzame aardmetalen, waardoor ze vrij goedkoop te produceren zijn.
Natrium Batterijen naderen hun commerciële gereedheid al. Er zijn nog wat kinderziektes, zoals een lage energiedichtheid en slechte prestaties in de koude omstandigheden. Maar het is zeker een techniek om in de gaten te houden.
Bij de beslissing om een batterij-energieopslagsysteem aan te schaffen spelen verschillende factoren een rol. Een BESS is een onderdeel van het totale energiesysteem van je gehele pand. Zo hebben de manier van verwarmen, lokale elektriciteitsproductie, het opladen van elektrische voertuigen en andere apparaten allemaal invloed op de hoeveelheid elektriciteit en opslag die nodig is.
Als je overweegt een BESS aan te schaffen, houd dan rekening met het volgende:
PRO TIP: De grootte van de hoofdzekering van een pand geeft de maximale hoeveelheid stroom aan die erdoorheen kan worden geladen. Je kunt het maximale vermogen in kilowatt berekenen door de stroomsterkte (Ampère) van de zekering te delen door het getal 1,44. Voorbeeld: een 63A hoofdzekering kan worden belast met een maximaal vermogen van ongeveer 44 kW. Uiteraard moet bij deze berekeningen ook rekening worden gehouden met het overige elektriciteitsverbruik van het pand.
De prijs van een BESS, en anderzijds het financiële voordeel dat het oplevert, is een optelsom van vele factoren en moet als geheel worden geëvalueerd. Verschillende inkoop-, eigendoms- en prijsmodellen beïnvloeden ook het eindresultaat.
De hardware, dus het batterijpakket en de omvormer, heeft een grote invloed op de prijs. Hoe groter het batterijpakket dat je op je terrein wilt installeren, hoe hoger de prijs zal zijn. Het is ook verstandig om bij het berekenen van de prijs rekening te houden met de besturingssoftware van de BESS.
Een BESS mag niet zelf worden geïnstalleerd. Voor installatie moet je de benodigde vergunningen aanvragen en verkrijgen. De installatie mag uitsluitend worden uitgevoerd door gecertificeerde professionals.
De aanschaf van een BESS moet niet alleen als kostenpost worden gezien, maar als een investering. Naast de aanschafprijs is het de moeite waard om te overwegen welke bedrijfsresultaten je kunt behalen en hoeveel je kunt besparen op je elektriciteitsrekening.
Besparingen kunnen ook worden bereikt door je lokale verbruik en productie te optimaliseren. Het opslaan van energie die je lokaal hebt opgewekt voor later gebruik kan de noodzaak verminderen om elektriciteit van het net te kopen, vooral tijdens dure uren.
Door verbruikspieken af te vlakken, kunnen kosten voor transmissiecapaciteit worden vermeden. Als je meer vermogen nodig hebt dan je netaansluiting toelaat, kan je dit met een BESS verkrijgen zonder de aansluiting te verzwaren. Dit kan met name waardevol zijn voor bedrijven met een elektrisch wagenpark, exploitanten van laadpalen en andere bedrijven die momenteel last hebben van beperkt piekvermogen.
Het verschuiven van belasting naar batterijen tijdens dure uren helpt ook de elektriciteitskosten te verlagen bij een dynamisch energiecontract. Hoewel de besparingen met deze lokale optimalisaties aanzienlijk kunnen zijn, zijn ze niet altijd genoeg om de investering in een BESS snel af te schrijven.
Zeker met de huidige elektriciteitsprijzen is het vermogen van een BESS om deel te nemen aan de markt voor systeemdiensten de belangrijkste factor geworden voor financieel voordeel. Een BESS dat zowel lokaal als in reservemodus werkt, ontsluit financiële rendementen via de reserve markt als bonus.
De terugverdientijd bij directe aanschaf kan lang zijn. Daarom is het leasen van een BESS voor veel bedrijven interessanter.
In een leasemodel wordt de prijs van de BESS niet in één keer afbetaald, maar kunnen de besparingen en rendementen die de opslag biedt, worden benut tegen een maandelijks tarief.
Er zijn verschillen tussen leasesystemen. Het Cactos leasing model biedt voordelen die je bij het eenmalig aanschaffen van een groot batterij energie opslagsysteem vaak mist:
