HAN-studenten zetten in op gedragsverandering met slimme thermostaat

Hoe geef je een thermostaat vorm die mensen beloont voor energiebesparing? En hoe zorg je dat zelfs hoogbejaarde energiegebruikers dit systeem kunnen bedienen? Het zijn vragen waar drie tweedejaarsstudenten zich sinds september mee bezig houden. De studenten, die de opleiding Industrieel Product Ontwerpen volgen op de HAN, werken mee aan een open source energiecontroller.

Het project is gericht op energiebesparing in bestaande Nederlandse woningen. De energiecontroller zorgt dat verschillende installaties – van warmtepomp tot radiator – met elkaar communiceren, zodat het energiesysteem in een gebouw als geheel beter functioneert en minder energie verspilt. De IPO-studenten werken aan een onderdeel van het systeem, namelijk de thermostaat.

De productontwerpers begonnen niet from scratch; ze namen het stokje over van andere studentgroepen. In totaal zijn er zeven iteraties, waarin de energiecontroller wordt ontwikkeld. In die iteraties werken HAN-studenten van verschillende opleidingen aan het project. Dat doen ze met het lectoraat Meet- en Regeltechniek en het Brabantse bedrijf Contecto, dat zijn oorsprong heeft in de mechatronica.

Voor het eerst sinds de start van het project ligt de focus ook op design; voorheen werkten studenten van de opleidingen Elektrotechniek en Werktuigbouwkunde aan het project. Nu wordt er niet alleen gekeken naar het functioneren van de technologie, er wordt vooral geredeneerd vanuit bewoners die de technologie moeten gaan gebruiken. Deze insteek brengt nieuwe vraagstukken met zich mee.

‘Er is heel veel informatie en je moet bedenken welke informatie je de eindgebruiker aanbiedt en welke middelen die krijgt om invloed uit te oefenen’, zegt Elze Sennema, docentbegeleider vanuit de HAN en productontwerper. ‘Het energiemanagementsysteem weet beter waar energie naartoe moet dan de eindgebruiker. Maar als die eindgebruiker het koud heeft, dan wil die gewoon dat de temperatuur omhoog gaat.’ En dat gaat met warmtepompen, die veelvuldig gebruikt gaan worden in de energietransitie, een stuk minder snel dan met een gasketel.

Energiebesparing hangt samen met gedragsverandering. ‘Ik heb de studenten gewezen op een onderzoek naar energiegedrag van bewoners. […] We hebben het ook gehad over de Nest-thermostaat, die een groen blaadje laat zien als je goed bezig bent. Dat wil zeggen: dat je minder verbruikt dan normaal. Dat is een vorm van belonen, waarmee je hoopt dat de gebruiker zijn gedrag verandert.’

Het is al met al een uitdaging, zeggen studenten die aan het project werken. Maar wel een boeiende. IPO-student Ward Beerens vindt het interessant om een ontwerp te maken voor uiteenlopende eindgebruikers. ‘Sommige mensen kunnen met telefoons, smartwatches en dat soort dingen omgaan. En andere mensen zijn digibeet. […] Het doel is om deze apparaten in gerenoveerde jaren ’70-woningen te plaatsen, daar kunnen bijvoorbeeld ook ouderen wonen die niet weten hoe ze ermee om moeten gaan.’

‘Voor de technisch minst ervaren gebruiker moet het ook nog te bedienen zijn. Daarom zorgen we voor een redelijk grote gelijkenis met de oude thermostaat die er hangt. En er komen fysieke knoppen, zodat mensen het gevoel hebben dat ze iets doen’, zegt Beerens. De projectgroep maakt meerdere interfaces, voor verschillende doelgroepen. En de studenten integreren een leersysteem, zodat gebruikers op termijn handiger worden met de technologie.

De projectgroep krijgt veel ruimte om out of the box te denken, vertelt IPO-student May Edie. ‘We kijken nu heel erg naar de doelgroep en het idee. Niet of de productie echt mogelijk is.’ De creatieve vrijheid is een waardevolle aanvulling op de groepen elektrotechniekstudenten. ‘Elektro is best praktisch: als het werkt dan werkt het’, zegt Edie. In deze iteratie zijn IPO-studenten in de lead, en is het aan de elektro-groepen om het systeem aan te passen op een gebruiksvriendelijk design.

Redeneren vanuit de gebruiker leidt tot andere keuzes in technische systemen, vertelt docentbegeleider Sennema. ‘In een ander project kwam naar voren dat luchtverversing in een woning heel belangrijk is; nu met corona helemaal. Dus je kunt ook CO2-waarden in een woning meten. Dat is informatie die je kunt meenemen in dit systeem. Dan gaat het niet zozeer over verwarmen, maar over comfort.’

Eind januari loopt het project van de huidige groep IPO-studenten af en leveren zij hun eindproduct. Dat is een opzet voor de interface van de thermostaat en een mock-up, een 3D-print van de behuizing. Deze kan eventueel gebruikt worden om de fysieke werking van het product te testen. Vanaf februari gaan nieuwe studenten, van verschillende opleidingen, verder met het project.

De ontwikkeling van de open source energiecontroller staat niet op zichzelf. Het is een van de vele HAN-projecten die gericht zijn op woningverduurzaming. De rekenmodellen die in het project worden ontwikkeld, dragen bovendien bij aan een overkoepelend warmtemodel van het Lectoraat Meet- en Regeltechniek. Lees ook het artikel ‘Onderzoekers HAN bundelen projectresultaten tot één groot warmtemodel’.

Het onderzoek naar de open source energiecontroller is bovendien onderdeel van de Meerjarige Missiegedreven Innovatieprogramma’s (MMIP’s), die door de overheid in het leven werden geroepen. Binnen het deelprogramma MMIP 4 werken meer dan honderd partners aan duurzame warmte en koude in de gebouwde omgeving. Een van de doelen binnen MMIP4 is het aardgasvrij maken van 1,5 miljoen woningen in Nederland. Dat is noodzakelijk om de doelen uit het klimaatakkoord te halen.

Benieuwd naar de ervaringen van studenten en hun motivaties om aan projecten zoals de Open Source Energiecontroller te werken? Bekijk onderstaande vlogs. 

Ward, HAN-student Industrieel Product Ontwerpen

Willem, HAN-student Elektrotechniek

Dusty, HAN-student Electrical and Electronic Engineering