Duurzaam distributiecentrum?

Onderwerp: Arbeid en energie, Elektrische stroom

Een opgave van de redactie van Stichting Exaktueel over batterijen. Op basis van artikelen in de media maakt Stichting Exaktueel opgaven die aansluiten bij het natuurkunde-onderwijs in het voortgezet onderwijs.

In het Technisch Weekblad van 17 november 2022 staat een artikel met bovenstaande titel. Het beschrijft een nieuw distributiecentrum in Raamdonksveer dat beschikt over 9000 zonnepanelen en een 1MWh batterij. De batterij slaat het overschot aan opgewekte duurzame energie op, als de zonnepanelen meer opwekken dan nodig is. Omdat de zonnepanelen goed zijn voor 4,2MWp zouden er eigenlijk twee aansluitingen op het elektriciteitsnet nodig zijn van 1,75MVA. Door het plaatsen van de batterij kon er één aansluiting worden uitgespaard.

De eenheid Wp (Wattpiek) geeft het vermogen dat een zonnepaneel maximaal kan leveren, dus bij volle zon. 

a) Bereken het piekvermogen van één zonnepaneel.

Het piekvermogen is 4,2 MWp / 9000 = 0,47 kWp.

b) Laat zien dat de tijd die nodig is om de batterij bij volle zon helemaal op te laden gelijk is aan 14 minuten.

E=P t. Invullen geeft 1MWh = 4,2t MWh. Dit geeft t = 0,23 h is 14 minuten.

Dit is een vrij korte tijd.

c) Bedenk een reden waarom het in werkelijkheid langer duurt.

Er is niet altijd volle zon.

Een deel van het vermogen van de zonnepanelen wordt aan het gebouw en de installatie geleverd.

d) Leg uit dat de eenheid MVA gelijk is aan MW.

Er geldt P = UI. Eenheden invullen geeft W = VA. Dus ook: MVA = MW.

e) Bereken de stroomsterkte van één aansluiting als we uitgaan van normale netspanning van 230V.

P = U∙I invullen levert 1,75 . 106 = 230 I. Dit geeft I = 7,6 kA.

f) Leg uit of dit systeem duurzaam is, zoals in de titel staat.

Het duurzame zit erin dat het gebouw minder afhankelijk is van het elektriciteitsnet. Het echte duurzame zit in de zonnepanelen. Dus een wat vreemde titel.

In Moerdijk is een soortgelijk project, maar daar wordt gebruik gemaakt van oude batterijen uit elektrische bussen. Deze accu’s zijn niet goed genoeg meer voor bussen, maar nog wel voor dat project.

g) Leg uit dat deze accu’s hiervoor nog goed genoeg kunnen zijn

Oude accu’s kunnen niet meer snel genoeg opladen en ontladen voor auto’s en bussen, maar zijn nog wel geschikt om overtollige energie op te slaan, al gaat dat wel trager.

h) Leg uit waarom dit duurzaam is.

De accu’s worden hergebruikt (krijgen een tweede leven).