TNO start onderzoek naar effect van schaduw door windmolens op zonneparken

Zonne-energie en windenergie zijn tot op zekere hoogte complementair en daarom een geschikte combinatie voor energieopwekking. Op steeds meer plaatsen worden zonneparken en windparken gecombineerd.

Tot en met 2022
Een nadeel van deze combinatie is volgens het consortium dat er schaduw van de windmolens op de zonnepanelen kan komen. Over hoe dit de prestaties van zonneparken beïnvloedt, is nog weinig bekend.

Aan de hand van de bevindingen zal het consortium aanbevelingen opstellen over de toepassing van vermogenselektronica en over ontwerp en bedrijfsvoering van gecombineerde wind- en zonneparken. Het doel is om hiermee de opbrengst te maximaliseren en de belasting en storingen van elektrische componenten te beperken. Het onderzoek loopt tot en met oktober 2022.

Verplaatsende schaduw
Windturbines en zonnepanelen zijn een geschikte combinatie omdat ze onder meer aangesloten kunnen worden op dezelfde netaansluiting. TNO-onderzoeker Nico Dekker: ‘Idealiter staan daarbij de windturbines aan de noordkant van het perceel en de zonnepanelen aan de zuidkant. Dit is echter niet altijd mogelijk, met als gevolg schaduw van de windturbines op de zonnepanelen. Hierbij onderscheiden we enerzijds de langzaam verplaatsende schaduw veroorzaakt door de mast van de turbines, en anderzijds de dynamische, snel veranderende schaduw veroorzaakt door de turbinebladen. De langzaam veranderende schaduw kan goed worden meegenomen in het ontwerp. Over de dynamische, snel veranderende schaduw is echter nog relatief weinig bekend en daarom gaan we dat onderzoeken.’

Uit een eerder TNO-onderzoek, waarin dynamische schaduw is onderzocht op kleine schaal, bleek dat deze schaduw tot een groter energieverlies kan leiden dan een even grote langzaam verplaatsende schaduw. Toepassing van de juiste vermogenselektronica kan dit effect verminderen en daarmee ook de extra belasting van de installatie beperken.

Regelalgoritmen
Om het effect van schaduw te bepalen, gaat TNO gedetailleerde, hoogfrequente metingen uitvoeren in operationele zonneparken van onder meer Solarfields en Vattenfall. Met behulp van TNO’s simulatiemodellen wordt hieruit afgeleid wat het effect is van de langzaam veranderende en snel veranderende schaduw op de prestaties en belasting van zonnepanelen en vermogenselektronica zoals omvormers.

Heliox analyseert hierbij de belasting van de vermogenselektronica en hoe dit samenhangt met het systeemontwerp en de regelalgoritmen. Aan de hand hiervan stellen de projectpartners aanbevelingen op voor ontwerp en selectie van vermogenselektronica en voor ontwerp en bedrijfsvoering van gecombineerde zonne- en windparken. Het doel is om hiermee de opbrengst te maximaliseren en de belasting en storingen van elektrische componenten te beperken. Naast de zonneparken waar al gemeten gaat worden, wil TNO graag extra zonneparken betrekken in het onderzoek en roept geïnteresseerden daarom op om contact op te nemen.