Wat is peak shaving en wanneer loont het?

Een laadplein dat om 17.00 uur tegelijk opstart, een warmtepomp die bij koud weer bijschakelt en een productiemachine die net draait wanneer de rest van het pand veel vermogen vraagt: juist die korte momenten bepalen vaak de belasting van een elektrische aansluiting. Wat is peak shaving? Het is het gecontroleerd afvlakken van zulke vermogenspieken, meestal met een batterij en een Energy Management System (EMS).

Peak shaving is vooral relevant wanneer de beschikbare netaansluiting de groei van een woning of bedrijf begint te beperken. In plaats van direct een zwaardere aansluiting aan te vragen, levert een batterij tijdelijk vermogen op het moment dat de vraag boven een ingestelde grens komt. Dat klinkt eenvoudig, maar een goed werkend systeem vraagt om een nauwkeurige analyse van verbruik, opwek, aansluitwaarde en aansturing.

Wat is peak shaving precies?

Bij peak shaving stelt u een maximaal vermogen in dat een pand uit het elektriciteitsnet mag afnemen. Zodra het actuele verbruik daarboven dreigt uit te komen, stuurt het EMS de batterij aan om het verschil bij te leveren. Daalt de vraag weer, dan stopt de batterij met ontladen en kan deze op een gunstig moment opnieuw laden.

Een praktisch voorbeeld: een bedrijf heeft een aansluiting die het liefst niet boven 80 kW wordt belast. Op een druk moment vragen laadpalen, koeling en productie samen 105 kW. De batterij levert dan 25 kW. Voor het net blijft de afname op 80 kW, terwijl de bedrijfsprocessen gewoon doorgaan.

Het doel is dus niet primair zo veel mogelijk energie opslaan. Peak shaving draait om vermogen, uitgedrukt in kW, op precies het juiste moment. De opgeslagen hoeveelheid energie, uitgedrukt in kWh, bepaalt vervolgens hoe lang de batterij die piek kan opvangen. Dat onderscheid is essentieel bij het ontwerp.

Waarom piekvermogen een probleem kan zijn

Een hoge gelijktijdige vermogensvraag kan verschillende gevolgen hebben. Bij zakelijke aansluitingen kan een piek van invloed zijn op de benodigde transportcapaciteit en daarmee op vaste netkosten of contractafspraken. Welke kosten precies gelden, hangt af van het type aansluiting, de netbeheerder en het contract. Een batterij is daarom geen standaardantwoord op elke hoge energierekening.

Ook zonder directe piektarieven kan vermogen de beperkende factor zijn. Denk aan een ondernemer die extra laadpunten wil plaatsen, maar geen zwaardere aansluiting kan krijgen door netcongestie. Of aan een woning waar een warmtepomp, inductiekookplaat, elektrische boiler en laadpaal soms tegelijk een hoge belasting veroorzaken. Een slim systeem kan die belasting bewaken en tijdelijk verdelen.

In de praktijk zien we dat uitbreiding van de aansluiting niet altijd snel, goedkoop of technisch haalbaar is. Dan kan peak shaving ruimte creëren. Wel moet die ruimte reëel zijn: een batterij kan korte of voorspelbare pieken goed opvangen, maar geen onbeperkte structurele vermogensvraag vervangen.

Batterijvermogen en batterijcapaciteit moeten bij elkaar passen

De meest gemaakte denkfout is alleen kijken naar de capaciteit van een batterij. Een batterij van 100 kWh klinkt groot, maar is voor peak shaving beperkt bruikbaar als hij slechts 20 kW kan leveren terwijl er 50 kW nodig is. Andersom kan een batterij met veel vermogen maar weinig capaciteit een korte piek prima onderdrukken, maar leeg zijn als de piek langer aanhoudt.

Bij het ontwerp kijken we daarom eerst naar de vermogensgrafiek. Hoe hoog zijn de pieken? Hoe vaak komen ze voor? Hoe lang duren ze? Zijn ze voorspelbaar, bijvoorbeeld tijdens laadmomenten, of ontstaan ze onverwacht door productieprocessen? Pas daarna is te bepalen welke combinatie van kW en kWh passend is.

Stel dat een bedrijf dagelijks een piek van 40 kW boven de gewenste netafname heeft en die piek gemiddeld een kwartier duurt. Dan is in theorie 10 kWh energie nodig per gebeurtenis. In werkelijkheid moet rekening worden gehouden met conversieverliezen, beschikbare laadstatus, meerdere pieken op een dag en een veiligheidsmarge. Ook moet de batterij minimaal 40 kW kunnen ontladen. Alleen rekenen met 10 kWh zou dus tot een te krap systeem leiden.

De rol van een EMS bij peak shaving

Een batterij zonder goede aansturing reageert te laat, laadt op ongunstige momenten of is leeg wanneer hij nodig is. Het EMS vormt daarom het brein van de installatie. Het meet de netafname, bewaakt ingestelde grenzen en stemt zonnepanelen, batterij, laadpalen en grote verbruikers op elkaar af.

Voor een laadplein kan het EMS bijvoorbeeld het laadvermogen tijdelijk verdelen als meerdere auto’s tegelijk aansluiten. De batterij vult alleen het resterende verschil aan. Dat is doorgaans doelmatiger dan alle pieken volledig met opslag opvangen. Bij een woning kan dezelfde logica worden gebruikt om een laadpaal lager te laten laden wanneer de warmtepomp of andere zware verbruikers actief zijn.

Een goed EMS houdt ook rekening met de laadstatus van de batterij. Als er later op de dag een bekende hoge piek wordt verwacht, is het niet verstandig om de batterij eerder volledig te gebruiken voor een kleine optimalisatie. Bij dynamische energietarieven kan het systeem bovendien laden op gunstige uren, maar dit mag de piekgrens niet ondermijnen. De prioriteiten moeten per situatie worden vastgelegd.

Wanneer is peak shaving interessant?

Peak shaving is vooral interessant voor zakelijke locaties met terugkerende vermogenspieken, een beperkte aansluiting of uitbreidingsplannen. Laadinfrastructuur is een veelvoorkomend voorbeeld. Zonder sturing kan een groep laadpalen al snel meer vermogen vragen dan de aansluiting beschikbaar heeft. Door slim laden te combineren met batterijopslag kan de locatie meer voertuigen bedienen zonder dat de netafname op elk moment evenredig stijgt.

Ook bedrijven met koelinstallaties, werkplaatsen, productieapparatuur of meerdere elektrische bedrijfsprocessen kunnen baat hebben bij een analyse. De financiële onderbouwing hangt dan af van de huidige en verwachte netkosten, de kosten van een netverzwaring, het verbruiksprofiel en de levensduur van de batterij. Als pieken maar enkele keren per jaar voorkomen, is een grote batterij meestal moeilijker te rechtvaardigen.

Voor particuliere woningen is peak shaving vaak een aanvullende functie en zelden de enige reden voor een thuisbatterij. Het kan nuttig zijn bij beperkte aansluitcapaciteit, een zware laadvoorziening of een combinatie van grote elektrische verbruikers. Maar vaak is slim vermogensmanagement - bijvoorbeeld de laadpaal laten reageren op het actuele huishoudverbruik - al een belangrijk deel van de oplossing. Een batterij wordt interessanter wanneer deze daarnaast ook zonnestroom opslaat, op dynamische tarieven stuurt of een rol heeft in noodstroom, mits de installatie daarvoor geschikt is ontworpen.

Peak shaving is geen vervanging voor een goede installatie

Een batterij kan veel opvangen, maar lost geen onveilige of verkeerd gedimensioneerde elektrische installatie op. De hoofdverdeler, beveiligingen, bekabeling, meetvoorzieningen en eventuele onderverdelers moeten passen bij de gekozen opzet. Bij grotere systemen zijn selectiviteit, kortsluitvastheid, brandveiligheid, plaatsing en naleving van onder meer NEN 1010 onderdelen van het ontwerp.

Ook zonnepanelen verdienen aandacht. Veel zonnestroom betekent niet automatisch dat er tijdens elke vermogenspiek voldoende energie beschikbaar is. Een piek in de vroege ochtend of avond moet uit een vooraf geladen batterij komen. Daarom wordt een systeem niet ontworpen op basis van alleen het aantal zonnepanelen, maar op basis van het volledige energieprofiel.

Verder is het verstandig om toekomstige plannen mee te nemen. Een bedrijf dat nu vier laadpunten installeert maar over twee jaar wil uitbreiden naar twaalf, heeft baat bij een schaalbare opzet. Hetzelfde geldt voor een woning waar later een warmtepomp, extra laadpaal of elektrische boiler wordt verwacht. Een goed voorbereid systeem voorkomt dat onderdelen onnodig opnieuw moeten worden aangepast.

Eerst meten, dan dimensioneren

Een betrouwbare peak-shavingoplossing begint met meetdata. Liefst bekijken we minimaal enkele weken en bij zakelijke toepassingen vaak een langere periode, zodat werkdagen, seizoenen en uitzonderlijke pieken zichtbaar worden. Kwartierwaarden geven een eerste beeld, maar snelle vermogensmetingen laten beter zien hoe abrupt belastingen inschakelen.

Daarna bepalen we niet alleen een technische grens, maar ook de bedrijfsprioriteit. Mag een laadpaal tijdelijk terugregelen? Mag een proces niet worden onderbroken? Is noodstroom gewenst, of is uitsluitend kosten- en capaciteitsbeheer het doel? Deze keuzes bepalen de regeling en uiteindelijk ook de benodigde batterij.

Een batterij voor peak shaving is daarmee geen los product naast zonnepanelen of laadpalen. Hij werkt het best als onderdeel van één afgestemd energiesysteem. Wie eerst inzicht krijgt in de eigen pieken, kan daarna gericht kiezen tussen slimmer sturen, opslag toevoegen, de aansluiting aanpassen of een combinatie daarvan. Dat levert meestal een betere oplossing op dan direct beginnen met de grootste batterij die binnen het budget past.