Energiemanagement Studenten bouwen demosysteem voor duurzame woning

416338 Elektrotechniek-studenten werken aan een zonne-energie-opstelling met energie-managementsysteem, op huisniveau
  • Fair Health
  • Smart Region
  • Sustainable Energy & Environment

Van zonnepaneel tot stopcontact. Studenten Elektrotechniek bouwen een demo-opstelling waaraan een slim energiemanagementsysteem gekoppeld kan worden. “Ik heb er nooit bij stilgestaan dat zonnepanelen zo slecht benut worden.”

In het Powerlab in Arnhem werken studenten van de Hogeschool van Arnhem en Nijmegen (HAN) aan energie-innovaties voor de gebouwde omgeving, in samenwerking met bedrijven en lectoraten. In de projectruimtes hangen posters met technische ontwerpen en overleggen studenten van verschillende opleidingen over het gebouw van de toekomst. Want hoe maak je die gebouwen duurzaam en hoe integreer je componenten op een slimme manier in het energiesysteem?

Demo-opstelling bouwen

Een van de groepen bestaat uit vier tweedejaarsstudenten Elektrotechniek. Zij werken aan een demo-opstelling met allerlei energiecomponenten. “We kregen de opdracht om een huissituatie te creëren maar dan in het klein. Dus een versimpelde versie, met componenten die je normaal ook hebt. Denk aan een meterkast, een omvormer en een thuisbatterij”, zegt student Lars van Hofwegen. Hier wordt uiteindelijk een energiemanagementsysteem aan gekoppeld.

Zo’n managementsysteem is geen overbodige luxe, ontdekten de studenten tijdens hun opdracht. “Ik heb er nooit zo over nagedacht dat er een probleem is met zonnepanelen die slecht benut worden en problemen geven in een wijk”, aldus Van Hofwegen. Hij doelt op de overbelasting die zonnepanelen kunnen veroorzaken. Een managementsysteem kan lokale energievraag en -aanbod beter op elkaar afstemmen, zodat elektriciteit efficiënt gebruikt of opgeslagen wordt.

Energiemanagement per huis

“In dit project kijken we naar de energiemanagement per huis. In de middag wekken huishoudens veel op. Dus je wil dat de thuisbatterij voor de middag leeg is, zodat je die kunt laden. Op die manier worden de zonnepanelen ook niet afgeschakeld vanwege een hoge netspanning.” Maar systemen die dit op een goede manier regelen, liggen niet voor het oprapen. “Er zijn veel makers van energiemanagementsystemen, maar die willen dat je alleen met hun apparatuur werkt.”, aldus student Nils Vorrink.

“Er moet een overkoepelend systeem komen, zodat je ook andere merken kan aansluiten en kunt kiezen wat je precies wil”, vervolgt Vorrink. Door middel van algoritmes kan bepaald worden welke technologie wat op welk moment doet. Hierin kunnen allerlei parameters worden meegenomen. Bijvoorbeeld de energieprijzen of de weersverwachtingen. Wanneer wil je je batterij opladen? Wanneer wil je juist leveren aan het net? En op welke momenten wil je elektrische apparatuur gebruiken?

Het daadwerkelijk moeten bouwen van een 230-Volt-systeem maakt dat de studenten op zoek zijn naar maximale zekerheid en veiligheid. Dus zij worden zich bewust van het feit dat ze in een omgeving werken waarin je goed moet weten wat je doet.

Slimme sturing in de toekomst

Energiemangementsystemen hebben veel potentie in een toekomst waarin steeds meer technologie ‘smart’ is, vertelt student Aaron Stoel. “We gaan richting internet of things. Daardoor heb je steeds meer controle over apparaten en hun belasting. En daarmee kun je het gehele managementsysteem intelligenter maken.” Zo zou een vriezer bijvoorbeeld harder kunnen koelen wanneer er veel zonne-energie wordt opgewekt, om vervolgens even terug te schakelen bij bewolking. Er zijn tal van mogelijkheden.

Aan het ontwikkelen van een managementsysteem komen deze vier elektrotechniekstudenten niet toe. Het was de afgelopen maanden erg lastig om aan energietechnologie te komen. Zo zijn de zonnepanelen die de studenten besteld hebben niet op tijd aangekomen, net als een deel van de bekabeling. De groep heeft desondanks een groot deel van de opstelling gebouwd. “We kunnen de installatie nu aansluiten aan het net. En we kunnen bijvoorbeeld een autolader aansluiten en zien welke vraag dat component heeft”, aldus Van Hofwegen.

Kennismaking met energietechnologie

De studenten hebben hun opdracht inmiddels afgerond en geven het stokje door. Andere studenten gaan door met de ontwikkeling en zorgen dat de demo-opstelling gebruikt kan worden door nieuwkomers in het Powerlab. Studenten die hier in de toekomst aan de slag gaan, kunnen binnenkort een inwerkprogramma volgen. Hierin maken zij kennis met duurzame energietechnologie. “Dat heeft twee elementen: enerzijds een energietechnische kant en anderzijds een databewuste kant”, zegt Jan Geurts van Kessel, docentonderzoeker aan de HAN.

Geurts van Kessel wil dicht bij de belevingswereld van studenten blijven. Hij wil technieken presenteren die iedereen in de straat kan tegenkomen. “Er is gekozen voor componenten die nu al verkrijgbaar zijn, maar ook potentie hebben voor het energiesysteem over vijf jaar.” Het zonne-energiesysteem van de vier studenten Elektrotechniek sluit daar goed bij aan. Daarnaast wordt een systeem met een warmtepomp ontwikkeld door studenten Werktuigbouwkunde en Industrieel Product Ontwerpen die in hun zesde semester zitten.

Hands on ervaring

De systemen worden gesponsord door het Sustainable Electrical Energy Centre of Expertise (SEECE), en kunnen straks ook gebruikt worden om potentiële studenten te enthousiasmeren. “Bijvoorbeeld op meeloopdagen. Hiermee kunnen we laten zien in wat voor omgeving mensen terechtkomen als ze voor Elektrotechniek of Werktuigbouwkunde kiezen. Dit zijn mooie voorbeeldprojecten.” Energiemanagement is een thema waar de HAN in toenemende mate mee bezig is.

Ook het bouwen van de hardware voor het inwerkprogramma is een waardevolle ervaring gebleken, laat Geurts van Kessel weten. Want alleen leren over energietechnologie is een andere ervaring dan écht aan de slag gaan met energietechnologie. “Het daadwerkelijk moeten bouwen van een 230-Volt-systeem maakt dat de studenten op zoek zijn naar maximale zekerheid en veiligheid. Dus zij worden zich bewust van het feit dat ze in een omgeving werken waarin je goed moet weten wat je doet. En dat het allemaal best complex is.”