FLEXINet test hybride systemen in de wijk van de toekomst
De energietransitie zorgt voor veel veranderingen, ook in de woonwijk. Denk bijvoorbeeld aan nieuwe vormen van warmtevoorziening of de komst van laadpalen op straat. In het FLEXINet-project werken we met onderzoekers van de TU Delft en ondernemers aan het toekomstbestendig maken van de wijk. Onlangs is binnen dit project een experiment uitgevoerd.
FLEXINet is een energy hub die bestaat uit verschillende innovaties. Op The Green Village worden de componenten afzonderlijk van elkaar getest. Zo zijn er verschillende innovatieve batterijen te vinden, er is een ondergrondse thermische buffer en laadinfrastructuur. In het project wordt onderzocht hoe deze hybride systemen, dus systemen voor warmte en elektriciteit, het beste kunnen samenwerken. De techniek die binnen FLEXINet wordt ontwikkeld maakt het onder andere mogelijk om nieuwbouwprojecten te starten in gebieden waar beperkte aansluitcapaciteit is (netbewust bouwen).
Het experiment: systemen koppelen
De afgelopen periode vond er een bijzondere test plaats op The Green Village: de ondergrondse thermische buffer van BORG en de ondergrondse batterij van Heliox Automotive, die gekoppeld is aan zonnepanelen en een laadpaal, werden met elkaar verbonden. Onderzoekers van de TU Delft hebben deze test uitgevoerd. Daarbij stond de vraag centraal: kunnen we deze systemen dezelfde taal laten praten?
Het thermische buffervat wordt getest in een bewoonde woning van DreamHûs. Tijdens de test is communicatie tussen deze buffer en de ondergrondse batterij opgezet. Aan de batterij zijn zonnepanelen en een bidirectionele laadpaal verbonden, waardoor de autobatterij ook los ingezet kan worden om te laden en te ontladen. Deze hybride opslagsystemen maken het mogelijk flexibiliteit aan te bieden, zoals energie op een bepaald moment opslaan voor later gebruik.
Digitale aansturing
De energy hub wordt aangestuurd door een energiemanagementsysteem (EMS). Het EMS bepaalt of energie afkomstig van de zonnepanelen op het dak via een warmtepomp naar de warmtebuffer gaat of naar de autobatterij. Hierbij worden diverse factoren meegenomen, zoals de weersomstandigheden en -voorspelling, het gedrag van bewoners en de prijzen op de energiemarkten. Ook verschillende doelen kunnen worden meegenomen in de aansturing. Wil je zo laag mogelijke prijzen of wil je netcongestie tegengaan?
Dario Slaifstein, onderzoeker bij faculteit Elektrotechniek, Wiskunde en Informatica legt uit hoe het systeem werkt: “Als bewoners later thuiskomen en hun auto dus op een ander moment parkeren en opladen dan gewoonlijk, heeft dat invloed op de flexibiliteit van het energiesysteem in huis. Ook reageert het systeem verschillend op zonnige en minder zonnige dagen. Afhankelijk van het weer analyseren we verschillende prijsscenario’s, waarvoor we gebruikmaken van historische data. Hoeveel flexibiliteit is er dan echt? Wat gebeurt er als de elektrische auto niet beschikbaar is en we alleen de vaste thuisbatterij hebben? En wat is er nodig om het huis meerdere dagen volledig te voorzien van duurzame energie?”
Resultaten
In theorie is het hele systeem al gemodelleerd en getest. Tijd om te valideren of het echt werkt zoals gedacht. Dario: “Een belangrijke stap was het slim benutten van zonne-energie: als de auto thuis staat, wordt die als eerste opgeladen. Op dagen dat de auto niet thuis is wordt de thuisbatterij opgeladen of gaat de zonnestroom naar de warmtepomp en de warmwaterbuffer. Zo blijft de energie onder je eigen dak en lever je tijdens ongunstige momenten niet terug aan het net. Tegelijk bouw je zo een buffer waar je later weer gebruik van kunt maken.” Een door EWI ontwikkeld voorspellingsalgoritme neemt elke 15 minuten beslissingen over hoe het EMS zich gedraagt. Dit model voorspelt wat er gedurende de dag zal gebeuren, maar wordt elk kwartier bijgesteld op basis van actuele gegevens.
Communicatie via S2
Daarnaast is dit een van de eerste hybride opslagprojecten waarin het S2-protocol van TNO is toegepast: een manier om apparaten op hetzelfde niveau met elkaar te laten praten. De technologie is inmiddels doorontwikkeld tot een officiële Europese standaard EN 50491-12-2. S2 helpt om sneller en efficiënter EMS’en toe te passen op grote schaal.
Vervolgonderzoek
Dit is de eerste test die warmte en elektrische opslag in één systeem combineert. Vervolgonderzoek is daarom belangrijk, volgens Pavol Bauer (scientific lead FLEXINet): “In het vervolgonderzoek gaan we kijken naar hoe we waterstofopslag en een brandstofcel kunnen combineren. Ook onderzoeken we hoe dit systeem opgeschaald kan worden naar een wijk of stad. Daarnaast worden gelijkstroomsystemen ontworpen voor energy hubs die meerdere soorten energie gebruiken en makkelijk uit te breiden zijn.”
Lees meer over FLEXINet.
