Het systeemintegratie projectcluster van de SDE richt zich op de fundamentele
aspecten van de inpassing van duurzame energie in kleine woningclusters
(~10 woningen). Binnen het project Voorspellen van Duurzame Energie
in de Gebouwde Omgeving (VoDEGO) zijn methoden onderzocht en ontwikkeld
die de onzekerheid die gepaard gaat met de inzet van decentrale duurzame
bronnen proberen te verminderen.
Het weer heeft een sterke invloed zowel op het aanbod
van zonne-energie en windenergie. De onzekerheid in de te verwachten
energieopbrenst levert problemen zowel het ontwerp als bij de operatie
van in geïntegreerde duurzame energiesystemen. Om deze onzekerheden
te verminderen is in dit project de technische haalbaarheid van een
tweetal software systemen onderzocht, te weten:
- Een generator van energieaanbodpatronen fotovoltaïsche en windenergiesystemen,
geschikt om te gebruiken als ontwerpinstrument bij het dimensioneren
van aanbod-, vraag- en opslagsystemen in geïntegreerde duurzame energiesystemen.
- Een systeem dat het korte-termijn energieaanbod van fotovoltaïsche
en windenergiesystemen voorspellen, geschikt om te gebruiken als operationeel
instrument bij het intelligent aansturen van aanbod-, vraag- en opslagsystemen.
Generatie van aanbodpatronen ? Bij een literatuurstudie
werd duidelijk dat er voor zonne-energie toepassingen reeds een goede
patroongenerator op de markt is. Voor windenergietoepassingen zijn dergelijke
systemen niet beschikbaar. De voor thermodynamische gebouwsimulaties
veel gebruikte test referentie jaren zijn voor het onderzoeken
van korte-termijn gedrag van energiesystemen minder geschikt omdat deze
tijdreeksen de gemiddelde situatie representeren en dus zijn ontdaan
van extremen. Binnen het project is een patroongenerator windenergieaanbod
ontwikkeld die dit probleem ondervangt. De methode is gebaseerd op historische
windmeetgegevens zoals die door het KNMI vrij worden verspreidt. De
patroongenerator zet deze meetreeksen om in een vermogensreeks voor
een specifieke windturbine. De gebruiker heeft de mogelijkheid de generator
aan zijn eigen wensen aan te passen door de karakteristiek van de windturbine
in te stellen, alsmede de locale eigenschappen van het terrein rond
de turbine. De generator is geïmplementeerd in Matlab.
Aanbodvoorspelling Zon ? Uit een markt- en literatuurstudie
is niet gebleken dat er al methoden zijn ontwikkeld om korte-termijn
prognoses te maken van de elektriciteitsproductie uit foto-voltaïsche
of thermische zonne-energie.
In een studie naar kandidaatmethoden voor het voorspellen
van de electriciteitsproductie door PV-systemen zijn een aantal methoden
ontwikkeld. De methoden die onderzocht zijn, zijn gebaseerd op instralingsverwachtingen
(meteomethode), historische gegevens (persistentiemethode) en combinaties
daarvan (combimethoden).
Bij de meteo-methode bleken de onzekerheden in de verwachte
energieproductie gedomineerd te worden door de onzekerheid van het verwachte
uurpatroon van de horizontale instraling nabij het PV-systeem. Uit een
vergelijkende studie bleek dat de prestaties van de drie methoden niet
veel uiteen lopen. De best presterende methode is een combi-methode.
Aanbodvoorspelling Wind ? In verschillende landen
(met name Duitsland en Denemarken) zijn methoden voor aanbodvoorspelling
windenergie beschikbaar of in ontwikkeling. Omdat geen van de partijen
performancematen hebben gepubliceerd is een onderlinge vergelijking
niet mogelijk. Wel is duidelijk dat elk van de methoden één of meer
van hiaten heeft: de nauwkeurigheid van de windenergieprognoses is matig,
de prognoses zijn voor uurlijkse waarden en een maat voor de onzekerheid
in de prognoses ontbreekt. Verder wordt in veel gevallen in de modellering
de invloed van thermische instabiliteit niet meegenomen.
Binnen dit project is een Aanbodvoorspeller Windenergie
ontwikkeld voor de Nederlandse situatie en vanuit het gecombineerde
perspectief van gebruik in de gebouwde omgeving en gebruik voor programmaverantwoordelijkheid.
Deze voorspeller heeft bij een voorspelhorizon van enkele uren (>=5)
een hogere nauwkeurigheid dan de persistentie methode of de vaste waarde
methode. Bij gebruik van de voorspeller blijft er ruwweg voor iedere
3 kilowatt windstroom 1 kilowattuur onbalans bestaan.
Voor voorspellingen op de zeer-korte-termijn, tot ongeveer
5 uur vooruit, is de persistentie (met een eventuele verbeterende aanpassing)
de aangewezen methode.