Optimale locaties en capaciteiten van meerdere BESS'en in een RES-geïntegreerd distributienet: een casestudy uit de praktijk

De lichten aanhouden in een schonere wereld

Nu steeds meer woningen en bedrijven worden aangedreven door zonneparken en biomassacentrales in plaats van fossiele brandstoffen, wordt het verrassend lastig om het elektriciteitsnet stabiel te houden. Zonneschijn en hernieuwbare opwekking variëren over de dag, terwijl onze vraag naar stroom ’s avonds piekt. Deze studie bekijkt hoe grootschalige batterijsystemen in een echt Thais net kunnen worden geplaatst en gedimensioneerd, zodat het net stabiel blijft, verliezen worden verminderd en kosten beheerst blijven—en biedt daarmee een beeld van hoe schonere netten van morgen in de praktijk kunnen werken.

Waarom batterijen belangrijk zijn voor dagelijkse energievoorziening

Hernieuwbare installaties zoals dakzonnepanelen en biomassageneratoren voeden elektriciteit in lokale netlijnen, bekend als distributienetten. Deze lijnen waren oorspronkelijk ontworpen voor eenduidige stroom van grote energiecentrales naar klanten. Wanneer op veel punten hernieuwbare bronnen worden toegevoegd, kunnen spanningen schommelen, raken sommige lijnen overbelast en nemen de totale energieverliezen toe. Grote batterij-energieopslagsystemen kunnen als schokdempers werken: ze laden op wanneer de vraag laag is en stroom goedkoop is, en ontladen wanneer de vraag hoog is. Als deze batterijen op slimme locaties worden geplaatst en juist worden gedimensioneerd, kunnen ze spanningsschommelingen egaliseren, verliezen terugdringen en de allerhoogste pieken in de vraag verminderen die de nettarieven opdrijven.

Een complex net omzetten in een planningspuzzel

De onderzoekers bestudeerden een werkelijk distributievoedingspunt in Hua Hin, Thailand, met 102 aansluitpunten en twee hernieuwbare installaties: een zonnepark en een biomassacentrale. Ze beschouwden het probleem als een planningspuzzel: waar in dit web van lijnen moeten één, twee of drie grote batterij-units worden geïnstalleerd, en hoe groot moet elke unit zijn, om de beste totale prestaties te leveren? Prestaties werden gemeten met één kostencijfer dat de aankoop-, installatie- en onderhoudskosten van de batterijen combineert met de besparingen door vermindering van spanningsproblemen, energieverliezen in de lijnen en piekvermogen dat van het hogere net wordt afgenomen. Om realistisch te modelleren hoe batterijen over een hele dag functioneren, gebruikte het team een wiskundige beschrijving van hun laad- en ontlaadpatroon, waarbij limieten voor energie, vermogen en ontladingsdiepte werden gerespecteerd.

Digitale rivierkreeften laten zoeken naar het beste antwoord

Omdat er veel mogelijke locaties en batterijgroottes zijn, vertrouwden de onderzoekers op een moderne zoekmethode geïnspireerd door diergedrag, het crayfish optimization algorithm. In deze aanpak vertegenwoordigt elke virtuele “rivierkreeft” een kandidaatplan voor batterijplaatsing en -capaciteit. Via herhaalde stappen die foerageren, schuilen zoeken en concurreren om territorium nabootsen, verbetert de zwerm van kandidaten geleidelijk. Het algoritme evalueert elk plan door een volledige periode van 24 uur op het echte voedingspunt te simuleren, inclusief werkelijke belasting- en hernieuwbare productieprofielen. Ter vergelijking pasten de onderzoekers ook twee andere veelgebruikte zoekmethoden toe, gebaseerd op particle swarm en salp swarm, allemaal met dezelfde netgegevens en kostendefinitie.

Wat er gebeurt als batterijen worden toegevoegd

De studie onderzocht vier situaties: geen batterijen, één batterij, twee batterijen en drie batterijen. Het toevoegen van batterijen veranderde duidelijk de dagelijkse belasting van het voedingspunt: ze laadden tijdens uren met lage vraag en ontlaadden tijdens piekmomenten, waardoor het hoogste vermogen dat van het net werd afgenomen daalde, energieverliezen afnamen en de minimumspanningen in het netwerk verbeterden. Drie batterijen gaven de sterkste technische winst, met de laagste verliezen en spanningsvariatie, maar vergden ook de grootste investering. Twee goed geplaatste batterijen vonden echter de beste balans: ze verlaagden aanzienlijk de kosten gerelateerd aan spanningsafwijking, verliezen en piekvraag, zonder de extra uitgave voor een derde unit. In vrijwel alle vergelijkingen vond de op rivierkreeften gebaseerde methode goedkopere en effectievere oplossingen dan de andere algoritmen, en de gekozen locaties waren praktisch uitvoerbaar langs een ruimtelijke wegtracé.

Wat dit betekent voor een schoner, slimmer net

Voor niet-specialisten is de kernboodschap dat het niet volstaat batterijen of hernieuwbare bronnen willekeurig over het net te verspreiden; hun locaties en grootte zijn van groot belang voor zowel betrouwbaarheid als kosten. Deze casestudy uit de praktijk toont dat een zorgvuldig gepland paar grote batterijen op de juiste plekken het grootste deel van de technische voordelen kan leveren, zonder te veel uit te geven aan extra hardware. Door met succes een geavanceerde zoekmethode toe te passen op een net van volledige grootte, suggereert het werk dat vergelijkbare hulpmiddelen energiebedrijven wereldwijd kunnen helpen stabielere, efficiëntere netten te ontwerpen naarmate hernieuwbare energie groeit.

Bronvermelding: Khunkitti, S., Wichitkrailat, K. & Siritaratiwat, A. Optimal locations and capacities of multiple BESSs in a RES-integrated distribution network: a real-world case study. Sci Rep 16, 9992 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-026-40971-z

Trefwoorden: batterij-energieopslag, integratie van hernieuwbare energie in het net, distributienetwerken, optimalisatie-algoritmen, vermindering van piekvraag