Gebouwen worden steeds meer afhankelijk van elektriciteit voor hun binnenklimaat. Goed gebruik van de energieflexibiliteit van het gebouw kan bijdrage aan betere benutting en de betrouwbaarheid van de lokale energievoorziening. Met name bij grote complexe gebouwsystemen met warmtepompen, warmte- en koudeopslag, lange distributie verdeelnetten tussen de gebouwen of bouwdelen zijn de energie- en comfortprestaties vaak minder optimaal doordat de regelingen stabiliteits- en afstemmingsproblemen vertonen en ook de ontwerpuitgangspunten niet éénduidig zijn. De energietransitie vereist een Paris Proof gebouw dat in de toekomst door eigen duurzame opwekking, buffering en efficiënt energiegebruik goed wordt geregeld. Vastgoedeigenaren en hun beheerders moeten zo verantwoord mogelijk de duurzaamheidsdoelstellingen voor de energietransitie voor hun organisaties realiseren. De beheerder wil op basis van doelstellingen van zijn organisatie, de energie transitie en het beheer, direct op Kritische Prestatie Indicatoren kunnen sturen en rapporteren Corporate Sustainability Reporting Directive (CSRD), en zo de optimale instellingen voor zijn organisatie te bepalen.
Doelstelling
Het doel is een betaalbare verduurzaming: energiebesparing (verminderen CO2-emissie), maximaliseren inzet energie flexibiliteit (verlichten druk elektriciteitsnet) en verbeterd comfort (wensen en behoefte gebruikers). Dit specifiek bij kantoren, onderwijs- en gezondheidszorg gebouwen uitgerust met warmtepompen, open bodemenergie en lange distributienetten. Het toepassen van nieuwe technieken zoals modelgebaseerde voorspellende regelingen (MPC), de kracht van digitalisering en open-structuur software systemen bieden mogelijkheden voor de betere benutting van energie flexibiliteit van het gebouw. Dit om de congestie problematiek van het elektriciteitsnet te verminderen door de benutting van energie opslag, duurzame energie en ook van elektrische voertuigen (EV2B). Het is belangrijk om de data-integratiemogelijkheid met bestaande systemen te kunnen bieden zonder die dan geheel te moeten vervangen. Door schaalbaarheid en aanpasbaarheid van software moet die breed toepasbaar worden. De benodigde mankracht en kosten worden beperkt door de software voor de regelingen deels automatische te generen. Zo kan de uitrol snel, efficiënt en grootschalig verlopen.
Korte omschrijving
Dit toonaangevende project onderscheidt zich door de intensieve samenwerking tussen stakeholders, bestaande uit twee universiteiten en tien bedrijven, en maakt gebruik van de System Engineering V-benadering. Dit voor de ontwikkeling van modulaire modelgebaseerde voorspellende controllers (MPCs) binnen gebouwbeheersystemen, waarbij de behoeftes van stakeholders centraal staan. Het idee is om deze behoeftes direct te vertalen naar Kritische Prestatie Indicatoren die specifiek gericht zijn op energieprestatie, comfort, flexibiliteit en dataverstrekking naar een informatie dashboard. De KPI’s worden ook gebruikt om de optimalisatiefunctie van de MPCs automatisch aan te passen. Verschillende projectteams richten zich op afzonderlijke deelsystemen, wat de basis vormt voor beslissingsondersteunende ontwerptools. Om de complexiteit te beheersen en schaalbaarheid mogelijk maken te maken wordt begonnen met eenvoudige installaties. De concepten worden eerst getest in a living lab setting, waarna aanpassingen een volgende toepassing in use cases plaatsvindt en uiteindelijk in validation cases. Daarnaast is er deelname aan de IEA Annex 96 ‘Grid Integrated Control of Buildings’. Ook wordt onderzocht hoe software-automatisering kan worden gerealiseerd, geïnspireerd op de OpenBuildingControl-ontwikkeling binnen ASHRAE.
Resultaat
Het project helpt vanuit een Learning Community opzet gebouweigenaren en beheerders om hun duurzaamheidsdoelstellingen te bereiken door modulaire en schaalbare voorspellende regeltechnieken toe te passen. Dit gebeurt door het ontwikkelen van modulaire softwareplug-ins, die als een Energie-Integratie Module kunnen worden gekoppeld aan bestaande Gebouwbeheersystemen (GBS).
Dit zal resulteren in:
- Meer dan 20% energiebesparing met 25%-reductie piekbelasting
- Kritische Prestatie Indicatoren (KPI’s) ontwikkeld op basis van de Smart Readiness Indicator (SRI)
- Add-on modules voor GBS, uitgerust met voorspellende regelalgoritmen die worden geoptimaliseerd op basis van KPI’s
- Een Energie-Integratie Module met een dashboard dat inzicht geeft in alle energiestromen binnen het gebouw, inclusief de koppeling met het elektriciteitsnet en elektrische voertuigen (EV)
- Dynamische aansturing en bewaking van gebruikerscomfort, waardoor gebruiksafhankelijke energieflexibiliteit mogelijk wordt gemaakt
- Maximale inzet van lokaal opgewekte en opgeslagen duurzame energie
- Generative design tools voor opwekking, distributie en afgifte
- Gedeeltelijke automatisering van softwaregeneratie in combinatie met een modulaire opzet
Consortium
Kropman, TU Delft, TU Eindhoven, DWA, Rensen, ASR, RHDHV, DYSECO, Eindhoven Engine, Integer Technologies, BuildingG100, Stichting WOI
Ga voor meer informatie naar Build in Flexergy