24/7 Energie Lab

Stel je eens voor dat iedere buurt een lokaal energiesysteem heeft. Zonder uitstoot van CO2 en zonder belasting van het landelijke energienetwerk. Dat zou een echte duurzame oplossing zijn! Aan de TU Delft zijn we gestart met de ontwikkeling van dat systeem. We bouwen aan een installatie met opwekking van groene elektronen door zon en wind, energieopslag in batterijen en in waterstof én conversie van waterstof in elektronen.

Dit gaat gebeuren in het living lab ‘The Green Village’ op de TU Delft campus. In dit living lab met echte woningen en echte bewoners en gebruikers, combineren, testen en optimaliseren we bestaande kennis en de nieuwste innovaties die aan onze universiteit ontwikkeld worden. Het doel is een CO2-vrije, autonome energievoorziening, nauwkeurig afgestemd op energieaanbod en -behoefte, tegen acceptabele kosten en passend in de huidige woonomgevingen. Een voorziening die straks schaalbaar is van The Green Village, naar een buurt en een hele wijk.

Kennis bundelen

Oud-decaan John Schmitz is nauw betrokken bij het project 24/7 Energie Lab. Hij vertelt: “Aan de TU Delft wordt door honderden wetenschappers gewerkt aan de energietransitie. Wanneer we alles combineren in één project en kennis bundelen dan heeft de maatschappij er echt wat aan. The Green Village is een unieke plek en biedt ons de kans om dit te gaan doen.”

Ons project in The Green Village is helemaal lokaal en draait autonoom. Volgens mij bestaat een dergelijk living lab opstelling nog nergens in de wereld.

― Prof.dr. John Schmitz

Stappen zetten

“De eerste stap is dat we eind 2021 de elektriciteitsvoorziening voor één huishouden CO2-vrij hebben gemaakt op basis van zonne-energie. Later willen we ook een windturbine toevoegen. Geen grote windmolen, maar eentje die past in de bebouwde omgeving. In latere stappen gaan we de restwarmte die vrijkomt in het systeem gebruiken om de huizen te verwarmen. Over drie jaar willen de hele Green Village hebben voorzien van lokaal opgewekte energie uit hernieuwbare bron. Dat zijn zes huishoudens met twaalf bewoners. Als dat lukt, kan het ook op grotere schaal. De technologie om dit mogelijk te maken is zeker niet de enige uitdaging. Het moet economisch haalbaar zijn en geaccepteerd worden door bewoners. Ook is de wet- en regelgeving op dit moment niet aangepast aan de energietransitie. Maar dat is precies waarom dit project zo belangrijk is. Door nieuwe en bestaande technieken in de praktijk te combineren en te testen ontdekken we vanzelf alle drempels die er zijn.”

Geïntegreerd systeem

Een centrale rol in het project is weggelegd voor het Electronic Management System (EMS). Het EMS gaat de verschillende technische onderdelen aansturen. Daarbij rekening houdend met zoveel mogelijk variabelen, zoals het weer op dat moment, de weersvoorspelling, de te verwachten vraag en aanbod. “Het EMS moet met intelligente algoritmen berekenen ‘ga ik de nu opgewekte energie omzetten in waterstof of moet ik eerst de elektrische auto opladen’. Zo’n geïntegreerd systeem bestaat nu nog niet, maar is cruciaal om er zeker van te zijn dat de leverbetrouwbaarheid straks net zo groot is als op dit moment van het conventionele systeem. Nederland
is gewend aan meer dan 99,9 procent leverbetrouwbaarheid, dat moeten we wel evenaren.”

Innovatie start in de faculteiten

Het project is een TU Delft breed initiatief waarbij alle faculteiten en alle studierichtingen betrokken worden. Bij de Faculteit Technische Natuurwetenschappen is er bijvoorbeeld veel kennis over energieopslag in batterijen. De Faculteit Bouwkunde heeft expertise in huizen isoleren. Techniek, Bestuur & Management berekent wat de kosten zijn en mogelijke nieuwe businessmodellen die nodig zijn, Civiele Techniek kijkt naar het gebruik van geowarmte. De Faculteit Elektrotechniek, Wiskunde en Informatica kijkt naar zonnecellen en hoge voltages netwerksystemen en Luchtvaart- en Ruimtevaarttechniek bestudeert windturbines. Innovatie start in de faculteiten. Project 24/7 Energie Lab is de noodzakelijke tussenstap naar de buitenwereld. We zorgen hiermee dat we de innovatiekracht van de TU Delft en de faculteiten kunnen testen en toepassen in een complete testomgeving. We innoveren hiermee op systeemniveau. Het is geen demodorp, maar een echt ontwikkellab.

Het is echt pionieren, waarbij we leren wat wel en niet werkt. Uiteindelijk moet er een blauwdruk liggen voor uitrol buiten ons living lab.

― Prof.dr. John Schmitz

Het moet efficiënter

De kostprijs van de eerste opstelling is nog erg hoog. Daarom moet de efficiency sterk worden verbeterd. “Als de basisinstallatie werkt, kunnen we elk onderdeel efficiënter gaan maken. Het mooie is dat je met iedere aanpassing direct ziet wat het effect is op de hele keten. The Green Village is hiervoor de ideale testomgeving. We kunnen hier ook tijdelijk bepaalde delen uitschakelen om het effect te meten. Dat kan in een echte woonwijk natuurlijk niet. Ik weet zeker dat onderzoekers straks in de rij staan om hier te kunnen testen. En dat ook de industrie zal meedoen.”

/* */