Kenniscentrum Techniek

‘We kunnen ons doel alleen bereiken als we samenwerken’

HvA host congres over systeemintegratie en het nut en de noodzaak van data

4 okt 2022 12:43

Wereldwijd worden fossiele brandstoffen steeds meer vervangen door duurzame alternatieven als wind- en zonne-energie. Deze overgang naar hernieuwbare energie brengt ingewikkelde vraagstukken met zich mee. Hoe organiseren we de overgang van een energiesysteem met centrale, veelal fossiele opwek naar een systeem met lokale, hernieuwbare opwek die afhankelijk is van de weersomstandigheden en seizoenen? En welke rol spelen data hierin? Op 13 oktober staan deze vragen centraal tijdens een congres over systeemintegratie bij de Hogeschool van Amsterdam (HvA). Vier onderzoekers van de HvA blikken alvast vooruit op het evenement.

Het slagen van de energietransitie vraagt om een nieuw, integraal energiesysteem voor gebouwen, wijken, regio’s en zelfs landen en werelddelen. Zo’n systeem moet niet alleen betrouwbaar, veilig en efficiënt zijn, ook moet het leveringszekerheid garanderen en toegankelijk en betaalbaar zijn voor iedereen. Dat is nogal een opgave, erkent Simone Maase. Zij is Themaregisseur Energietransitie bij het Centre of Expertise City Net Zero, en Projectleider Energie & Innovatie bij de HvA. ‘We kunnen dit doel alleen bereiken als we samenwerken. Daarom hebben we in opdracht van de topsector Energie en samen met de Hogeschool Arnhem Nijmegen, TU Delft en Hanze Hogeschool de Nationale Learning Community Systeemintegratie opgericht.’

In de Learning Community werken partijen uit het werkveld, onderzoekers en studenten met uiteenlopende achtergronden samen aan diverse vraagstukken. Bijvoorbeeld hoe je de onderdelen van zo’n energiesysteem slim met elkaar verbindt en integreert. Samen werken, leren en innoveren staat centraal.

Een van de manieren waarop de Learning Community kennis uitwisselt is via evenementen. Zo host de HvA op 13 oktober het congres Systeemintegratie en het versnellen van de energietransitie: nut en noodzaak van data. ‘Data zijn essentieel voor het modelleren en optimaliseren van energiesystemen’, zegt Maase. ‘Tijdens het event gaan we in op verschillende toepassingen van data, zoals de (energie-)vraagsturing in gebouwen, bij laadpalen en energiepositieve wijken. Hierbij spelen op alle niveaus optimalisatie-vraagstukken: van het afstemmen van vraag en aanbod tot slimme sturing om netcongestie op te lossen en kosten te verlagen. Samen met de deelnemers hopen we hierover nieuwe inzichten op te doen en te delen.’

Benieuwd hoe de HvA werkt aan systeemintegratie? Hieronder lichten drie onderzoekers hun werk toe.

FlexPower 020

In 2030 mogen nieuwe auto's in Nederland alleen volledig elektrisch zijn. Om die toename aan te kunnen is er de komende jaren een flink aantal extra laadpalen nodig is. Hoe kunnen we al die auto’s van stroom voorzien zonder dat het elektriciteitsnet overbelast raakt? In het project FlexPower 020 onderzoekt de HvA of de snelheid waarmee elektrische auto’s geladen worden aan te passen is aan de hoeveelheid beschikbare energie in het elektriciteitsnet. ‘Hiervoor werken we nauw samen met alle partijen in de keten’, vertelt onderzoeker Rick Wolbertus. ‘Dat zijn de gemeente Amsterdam, netbeheerder Liander, laadpaalbeheerder Vattenfall, kennis- en innovatiecentrum E-Laad en Heijmans, dat verantwoordelijk is voor het onderhoud van laadpalen. Ook vragen we via enquêtes de beleving van laadpaalgebruikers uit.’

Een elektrische auto staat vaak een hele avond en nacht aan een laadpaal, maar heeft slechts vier tot vijf uur nodig om de accu op te laden. ‘Daarom testen we nu wat er gebeurt als we de snelheid van het opladen terugbrengen’, legt Wolbertus uit. ‘We verdelen de stroom afhankelijk van hoeveel laadpalen er op een bepaald moment in ons onderzoeksgebied in gebruik zijn. Zo verlagen we de piek op het elektriciteitsnet en voorkomen we netcongestie.’

Bij dit proces spelen data van Liander een belangrijke rol. De netbeheerder haalt via een meter data op over de energievraag in een wijk. Aan de hand daarvan kan worden voorspeld welke laadcapaciteit er mogelijk is. Dat signaal wordt doorgestuurd naar Vattenfall, zodat zij de laadpalen op basis daarvan kunnen aansturen. ‘Door deze systeemintegratie kunnen we real time bijsturen’, zegt Wolbertus. ‘Nu hebben we dit met laadpalen gedaan, maar we zouden natuurlijk ook nog andere elektriciteitsvragen aan het meetsysteem van Liander kunnen koppelen, zoals verwarming. Tijdens het congres willen we hier graag met alle deelnemers over in gesprek om hun ideeën te horen.’

ATELIER

In het project ATELIER werkt de HvA in Europees samenwerkingsverband aan systeemintegratie op wijkniveau. Dit gebeurt in positive energy districts (PED’s): wijken die meer energie produceren dan ze verbruiken. ‘Net als op gebouwniveau wil je ook op wijkniveau de pieklasten beperken’, legt Mark van Wees uit, projectleider en coördinator Europese samenwerking bij ATELIER. ‘Om dat te realiseren heb je data nodig over de verwachte zoninstraling en de energievraag. Het systeem kan op basis daarvan zelf de juiste keuzes maken om vraag en aanbod te spreiden.’

Dat klinkt simpel, maar voor het zover is zijn er volgens Van Wees nog uitdagingen van technische, economische en maatschappelijke aard te overwinnen. Denk alleen al aan het bouwen van ict-platforms en algoritmes, betoogt hij. ‘Welke data verzamel je, hoe breng je die bijeen en welke algoritmes laat je erop los? Dat moet allemaal duidelijk worden vastgelegd. Daarnaast zijn de kosten en baten van ontwikkeling en opschaling van systeemintegraties nog onduidelijk, terwijl het systeem uiteindelijk wel betaalbaar moet zijn, met name voor de energiegemeenschappen die de PED gaan beheren. Ook vragen deze trajecten veel van burgers op het gebied van participatie, begrip en investering. En natuurlijk privacy, want data over je persoonlijke verbruik zijn nodig voor het overkoepelende energiesysteem.’

Het congres is hét moment om met collega’s uit het vakgebied in gesprek te gaan over deze en andere uitdagingen. Daarnaast wil Van Wees de discussie aanzwengelen over de huidige technology driven-aanpak bij systeemintegratie. ‘Nu wordt er eerst een ict-platform gebouwd en data opgehaald voordat gebruikers aan de slag kunnen met het platform. Ik pleit voor een meer agile aanpak, waarbij gebruikers nog tijdens de ontwikkelfase worden betrokken bij het proces. Door in een vroeg stadium na te denken over je businesscase, vergroot je de kans om een rendabel en gebruiksvriendelijk eindproduct af te leveren.’

Uurmatching

Nu we steeds meer gebruikmaken van duurzame energiebronnen, moeten we anders gaan nadenken over ons verbruik. De opbrengst van bijvoorbeeld windmolens en zonnepanelen is afhankelijk van het weer en de seizoenen, wat leidt tot variabele energieprijzen en ruimte op het elektriciteitsnet. ‘Het is de vraag hoe we de elektriciteitsbehoefte van gebouwen kunnen aanpassen aan het aanbod of de prijs van hernieuwbare energie op een bepaald moment’, zegt Samuel de Vries. Hij is als onderzoeker betrokken bij het project Uurmatching , waarin de HvA en UvA samen met Vattenfall bekijken welke businesscases er mogelijk zijn voor vraagsturing met kantoorgebouwen.

Het gaat erom strategisch te kiezen op welke momenten je in een gebouw energie wilt verbruiken, legt De Vries uit. ‘Nu wordt dit vaak door de gebruiker bepaald, maar je kunt dit slimmer regelen. Zo lang de gebruiker maar de dienst krijgt waar die om vraagt.’ Hij geeft een voorbeeld: ‘Op de Amstelcampus van de HvA bevinden zich meerdere warmtepompen. Nu beginnen die elke ochtend rond een uur of zeven de gebouwen te verwarmen. Hetzelfde gebeurt op dat moment in gebouwen door heel Nederland, wat zorgt voor een piek in de elektriciteitsvraag. Daardoor kan het net overbelast raken én zijn de prijzen hoger – twee nadelen die je kunt omzeilen door een gebouw eerder of juist later te verwarmen, of de temperatuur (tijdelijk) te verlagen.’

Met Uurmatching worden data verzameld om te bekijken wat het effect is van deze opties en wat ze opleveren vanuit verschillende perspectieven: van de gebouwbeheerder tot de netbeheerder en energieleverancier. De Vries: ‘Iedereen is het erover eens dat vraagsturing noodzakelijk is, maar we weten nog niet hoe we dit willen organiseren en hoe de financiële beloning verdeeld wordt. Het congres is een goede gelegenheid om hier met alle partijen stappen in te zetten.’

Maand van de Systeemintegratie

De Nationale Learning Community Systeemintegratie wordt, in opdracht van de Topsector Energie, getrokken door vier kernpartners: de HvA, de HAN, Hanzehogeschool Groningen en TU Delft|the Green Village. Samen organiseren zij in oktober de Maand van de Systeemintegratie. Tijdens deze maand komen in verschillende events allerlei vraagstukken van systeemintegratie aan bod.

mw.  ir. S.J.F.M. Maase

Themaregisseur Energietransitie (Centre of Expertise City Net Zero) & Projectleider Energie & Innovatie (Kenniscentrum Techniek)

Ga naar detailpagina
profileimage male

dhr.  S.B. de Vries