Energie flexibiliteit 'in huis'

2020-12-08

De energietransitie zet steeds meer druk op de elektriciteitsinfrastructuur.
Elektrificatie van verwarming en mobiliteit leidt tot een hoger elektriciteitsverbruik en kan zorgen voor een piekvraag naar energie op het elektriciteitsnet. Omgekeerd geldt natuurlijk hetzelfde voor zonnepanelen.

Slimme apparaten in je huis kunnen flexibiliteit bieden. Deze flexibiliteit kan ingezet worden om congestie en onbalans te beheersen.
De slimme woning kan de vraag-en-aanbod van energie organiseren rekening houdend met de behoeften van de consument, het net en de markt.

Samen met een aantal collega's van ElaadNL en in samenwerking met TKI Urban Energy en RVO hebben we een onderzoek gedaan naar het gebruik van open standaarden en protocollen bij het kunnen ontsluiten van energie flexibiliteit in de thuissituatie.
Het doel was om inzicht te krijgen in de manieren waarop deze flexibiliteit kan worden ontsloten bij het inzetten van een energiebeheersysteem (Energy Management System / EMS).

Hierbij een aantal highlights.

Balanceren van vraag en aanbod.
We zullen om moeten leren gaan met de 'grilligheid' van duurzame en gedecentraliseerde opwek. Denk hierbij aan onderbroken elektriciteitsproductie, deze is fluctuerend als gevolg van het weer.

Tegelijkertijd speelt elektrificatie van warmtevraag en mobiliteit ook een grote rol. Er zal constant een balans gevonden moeten worden tussen de vraag en aanbod van energie, binnen de beschikbare netcapaciteit.

Aan deze balans -en capaciteitsuitdaging kan worden bijgedragen door de energie flexibiliteit te gebruiken van apparaten in je huis. In het bijzonder het sturen (aanpassen) van consumptie en/of opwek van/naar het net door een zo optimaal mogelijk energie profiel te creëren, bijvoorbeeld:

De elektrische auto hoeft niet altijd op vol vermogen te laden, zolang er de volgende dag maar genoeg in zit om op -en neer naar je werk te kunnen.

 

Je weet dat je elke ochtend graag wil douchen en je de rest van de dag geen warm water gebruikt. Er is gedurende de dag dus genoeg tijd om (op laag vermogen) het water in je boilervat op te warmen.

 

Ondanks de voorspellingen breekt het zonnetje toch nog even stevig door. Je bent zelf nog niet thuis en je zonnepanelen leveren meer dan verwacht. In plaats van terug te leveren aan het net gaat je warmtepomp alvast aan de slag met het verwarmen van je woonkamer.

 
Zo zijn er tal van voorbeelden te verzinnen voor het uitspreiden of uitstellen van de 'load' over tijd en het slim inzetten van zelf opgewekte energie. Dit soort patronen kunnen worden uitgevoerd door de EMS welke op deze manier een dienst kan aanbieden aan het net (al dan niet met een (financiële) prikkel).

Het kunnen ontsluiten van energie flexibiliteit is KEY!



Een EMS kan ingezet worden voor de communicatie met slimme apparaten in de woning.
Door één of meerdere protocollen te gebruiken kan een EMS direct communiceren met (slimme) energie apparaten in de woning zoals een laadpunt, warmtepomp, zonnepanelen, energie meter, etc.

Een andere benadering is om het EMS niet rechtstreeks te laten communiceren met de apparaten maar dit indirect via gestandaardiseerde functies te doen. Hiervoor is een tussenliggend software component nodig. Dit component biedt deze energie gerelateerde functies aan, aan bijvoorbeeld een EMS, en 'vertaald' deze naar apparaat specifieke commando's, en andersom.
Dit zou betekenen dat het EMS slechts één protocol hoeft te implementeren om met alle (slimme) energie apparaten te kunnen communiceren.

Een standaard voor deze indirecte benadering is in ontwikkeling en het lijkt vanuit een theoretisch oogpunt veelbelovend.
Met uitzonderingen van een aantal prototype-projecten zijn echter geen nog praktijkervaringen bekend met deze aanpak.

De praktijkervaringen gedeeld door een aantal bedrijven in dit domein laat zien dat fabrikanten van dergelijke apparaten momenteel (nog) niet actief bezig zijn met het 'onstuitbaar maken' van energie flexibiliteit.
Over het algemeen tonen (potentiële) EMS-fabrikanten meer interesse in energie flexibiliteit dan de fabrikanten van deze apparaten zelf.

Voor connectiviteit met deze apparaten zijn EMS-fabrikanten vaak gebonden aan het implementeren van low-level, zoals Modbus (directe benadering), gebaseerde protocollen. In sommige gevallen biedt de fabrikant APIs aan voor ontsluiting.

Tot slot.
Mocht je op dit punt nog niet zijn afgehaakt en het smaakt naar meer, dan kun je HIER het volledige onderzoek inzien.


Bekijk alle posts van Bob