Studenten Elektrotechniek maken kennis met smart grids

Eerstejaarsstudenten Elektrotechniek van de HAN bezochten smart-grid-inspiratiecentrum Watt connects in november. Zij maakten kennis met slimme energienetwerken, aan de hand van een interactieve demotafel.

25 november vindt een van de laatste excursies van het jaar plaats. Een groep studenten omringt een grote, verlichte tafel. Elke deelnemer zit achter een scherm en bedient een controlepaneel. Een beamer projecteert een Arnhemse woonwijk in het midden van de tafel.

De studenten voorzien een digitaal huishouden van elektrische apparatuur. Grafieken op een scherm aan de muur geven het stroomverbruik en de opwek weer. En – het onoverkomelijke gevolg van te veel gelijktijdige belasting of duurzame opwekking – kapotte zekeringen en zelfs een lokale black-out!

Het echte, huidige energienetwerk is niet bestand tegen grote hoeveelheden duurzame elektrische energie. Doordat huishoudens zelf energie opwekken, verandert de richting en timing van energiestromen. Dat maakt balanshandhaving op het net ingewikkeld.

De hoeveelheid duurzame energie levert nu al problemen op in Europa. “In Duitsland geeft een op de vier zon-PV-systemen problemen in het laagspanningsnet”, legt consultant elektrische energie bij DNV KEMA Peter Vaessen uit. “Over kleine transformatorhuisjes en lokale opwek weten we bijna niks. Ter vergelijking: van de stroom die uit grote centrales komt en de grote transmissieverbindingen weten we alle waarden van spanning en stroom op de milliseconde.”

Op het scherm naast de demonstratietafel zien de studenten wel hoeveel energie het net op gaat en hoeveel energie verbruikt wordt. Zij krijgen de opdracht om het net weer balans te brengen. En dat gaat niet zonder slag of stoot. Op de tafel staat een kleine graafmachine met een RFID-chip die een defecte kabel veroorzaakt in de simulatie.

De opdracht is een eyeopener, blijkt uit reacties van de eerstejaarsstudenten. “We zijn Elektrotechniek gaan studeren omdat we elektrisch vervoer interessant vonden. Maar we hebben onze studierichting nog niet bepaald. Het is goed om in het eerste jaar kennis te maken met allerlei soorten technologie. Bij energienetwerken hebben we eigenlijk nooit stilgestaan”, laat een groepje studenten weten.

Het inspireren van potentiële energietechnici is een belangrijke functie van Watt connects. Door de transitie van fossiele naar duurzame energie, hebben energiebedrijven talent nodig dat verstand heeft van nieuwe energietechnologie. Er is een mooie carrière weggelegd voor studenten die zich specialiseren in nieuwe energietechnologie.

Slimme energienetten vragen om een internationale mindset

Door de transitie van fossiele naar duurzame energie ontstaan nieuwe producten en diensten. Mart van der Meijden, innovatiemanager bij netbeheerder TenneT en full professor aan TU Delft, vertelt wat dat betekent voor internationalisering van de energiesector.

“De opkomst van duurzame energie wordt flink gestimuleerd. In 2050 moet de Europese co2-uitstoot met 80 tot 95 procent gereduceerd zijn, ten opzichte van 1990. Dat staat op de duurzaamheidsagenda van de Europese Commissie. Elk land zet zijn eigen policy op het thema duurzaamheid, waardoor in elk land nieuwe initiatieven ontstaan die vaak nog niet op elkaar zijn afgestemd.

TenneT investeert de komende tien jaar zeven miljard in apparatuur die voorheen niet bestond. Dit is noodzakelijk voor een verantwoorde inpassing van de sterk groeiende opkomst van duurzame energie. We investeren vijf miljard euro in ‘stopcontacten’ bij windmolenparken op de Duitse Noordzee. Op land investeren we drie miljard euro in Duitsland en 5 miljard Euro in Nederland. In de Randstad ligt een 380 kV- kabel(een elektriciteitskabel van het meest zwaarbelaste soort) van 20 kilometer, de langste in de wereld van die klasse.

In Duitsland zien we veel beweging, wanneer het gaat om duurzame opwek. Daar krijgt men een terugleververgoeding voor duurzame energie, die zorgt voor grote hoeveelheden wind- en zonne-energie. Het opwekken van windenergie gebeurt veelal op grote afstand van het verbruik en het opwekken van zonne-energie gebeurt vooral heel dicht bij het verbruik. De elektriciteitsstromen in Europa veranderen dus in volume en richting.

Dat zorgt voor een aantal uitdagingen. De elektriciteitsdistributie en het transportnet moeten geschikt zijn voor tweerichtingsverkeer. We hebben ook te maken met balanshandhaving. Als je een bepaalde hoeveelheid elektriciteit gebruikt, moet je op hetzelfde moment produceren. En als je net niet genoeg productie hebt, dan moet je reservevermogen contracteren.

Ik vind het belangrijk dat we binnen Europa beter energie kunnen uitwisselen. Daar kunnen bedrijven een hoop geld mee besparen. TenneT heeft een stuk elektriciteitstransportnetwerk in Duitsland overgenomen. Daardoor kunnen we met gezamenlijke inkoop onze inkoopkosten reduceren.

Goed samenwerken loont. We hebben samen gekeken naar de hoeveelheid systeemvermogen die we in Duitsland en Nederland hadden. Wat bleek: toen we dat in één portfolio samenvoegden, konden we een honderdtal megawatt schrappen en hielden we nog steeds genoeg reservevermogen over voor beide landen.

Reservevermogen wordt nu gecontracteerd bij grote centrales, maar in de toekomst moeten de programmaverantwoordelijke partijen ook een beroep doen op kleine partijen. Dan krijgen we aggregators. Dat zijn bedrijven die bijvoorbeeld namens een groep kleinverbruikers diensten ontwikkelen en deze concurrerend op de toekomstige flexibiliteitsmarkt aanbieden. Met deze nieuwe producten en diensten ontstaan nieuwe businessmodellen.

Als we dat internationaal willen oppakken, moeten we zorgen dat medewerkers internationaal georiënteerd zijn. Niet alleen de technologie, maar ook de systeemconcepten en systeemcodes die wij bij TenneT gebruiken zijn internationaal. Daarom moeten niet alleen onze managers, maar ook onze technici in staat zijn om internationaal contacten op te bouwen. Ze moeten het management adequaat kunnen adviseren. Daarom moeten vakmensen in voldoende mate de strategische, internationale context kennen.

Bij TenneT zijn hele zware technici – met een hbo- of wo-diploma – in dienst zoals netstrategen, technologen en beleidsmedewerkers. Wij willen onze vakmensen de kans geven om een professionele carrière te ontwikkelen zoals we dat ook doen bij managers. Professionals moeten carrière kunnen maken zonder dat ze hun vak als techneut opgeven. Dat betekent: een combinatie van vakmanschap, kunnen samenwerken, communiceren, strategisch denken, effectief adviseren, de omgeving lezen, kansen zien en weten hoe in te springen.

Die kwaliteiten kunnen onder andere worden versterkt door middel van internationaal georiënteerd onderwijs. Ervaring opdoen met andere culturen is erg belangrijk. Ik heb in Zweden gewerkt en ben voor projecten in Griekenland en India geweest. Cultuur kan voor een barrière zorgen. Maar als je daar ervaring mee hebt, kun je die benoemen, een plek geven en daar iets constructiefs mee doen.

Energievoorziening is al heel lang een internationale aangelegenheid. Elektronen stoppen nu eenmaal niet voor landsgrenzen. Maar door de opkomst van duurzame energie ontstaan nieuwe kansen, wanneer het gaat om internationalisering. Daarom moeten onze werknemers goed voorbereid zijn.”

Smart grids, irrationeel gedrag en termietenheuvels

In het smart-grid-inspiraticentrum Watt Connects vond 4 december een symposium plaats, dat in het teken stond van systeemdenken. De energiebranche is onderdeel van een complex ecosysteem waar professionals rekening mee moeten houden en veel van kunnen leren.

“We cannot solve our problems with the same thinking we used to create them.” Ruim zestig bezoekers lezen een citaat van Albert Einstein op het scherm achter in de zaal. De quote sluit aan bij uitdagingen binnen de energiebranche. Problemen die ontstaan door de opkomst van duurzame energie kunnen niet worden niet opgelost met de kennis en expertise die energiebedrijven in huis hebben.

Uitdagingen in de energietransitie
Mart van der Meijden, innovatiemanager bij netbeheerder TenneT en professor aan TU Delft, maakt zich zorgen om de energievoorziening. “In 2018 hebben we een Duitslandsituatie. We zien een exponentiele groei, wanneer het gaat om duurzame energie.” Met ‘Duitslandsituatie’ doelt Van der Meijden op black-outs, het noodgedwongen stilleggen van opwekkers en het dumpen van overtollige stroom in buurlanden.

Daarnaast kan energietransport problemen geven op het net. Op het scherm verschijnt een plattegrond met verschillende soorten energiebronnen in Europa en omstreken. In Noord-Europa en West-Afrika is veel wind, in de Noord-Afrikaanse woestijngebieden veel zon en in Zuid-Europa zijn veel geothermische bronnen. Als een bron tijdelijk geen energie oplevert – bijvoorbeeld door slechte weersomstandigheden – moet de energie ergens anders vandaan komen. “In de toekomst lopen energiestromen van noord naar zuid en andersom”, aldus Van der Meijden. Daar is het Europese net niet op voorbereid.

Er zijn oplossingen voor dat probleem. Consumenten kunnen duurzame energie gebruiken die lokaal is opgewekt. Maar dat leidt tot de volgende vragen: wat doen we als er lokaal meer wordt opgewekt dan verbruikt? Waar moet die energie naartoe?

De presentatie van Van der Meijden raakt de kern van het symposiumthema. Elke beantwoorde vraag leidt tot twee nieuwe vragen. En die gaan lang niet allemaal over energietechnologie. “Leuk dat overheden de opwek van duurzame energie stimuleren, maar wat als die energie niks oplevert? In Denemarken is de energieprijs negatief bij overproductie. Wie betaalt die kosten? En wat als zonnepanelen worden uitgeschakeld bij een overschot aan zon? Dan wordt de eigenaar boos!”

Consumenten en emoties
“Emoties gaan een rol spelen”, benadrukt marketeer Joris Craandijk tijdens zijn presentatie. Consumenten en kleine producenten maken irrationele beslissingen en hebben eisen die niet gebaseerd zijn op harde feiten. Wat die eisen zijn? Dat weten we nog niet. “Consumentengedrag gaat tegen alle ratio in. Mensen kopen een nieuwe iPhone voor 600 euro, terwijl het 100 euro kost om zo’n apparaat te maken. Wie doet nou zoiets?” Vraagt Craandijk zich af. Hetzelfde geldt voor energietechniek. Consumenten gebruiken niet alleen apparatuur omdat die goed werkt of geld oplevert.

De marketeer adviseert om de consumenten bij het innovatieproces te betrekken, ook al hebben die geen verstand van energietechniek. “Vraag niet aan die mensen hoe ‘het’ moet, maar vraag wat niet deugt aan een nieuw product.”

De natuur als inspiratiebron
Naast consumenten, techniek, beleid en markt kunnen energiebedrijven rekening houden met de natuur. Dat vertelt biomimicrispecialist Randy Topp, tijdens zijn afsluitende presentatie. Dier- en plantensoorten kunnen als inspiratie dienen voor de ontwikkeling van energiegerelateerde producten. “Die hebben ten slotte al 3,85 miljard jaar ervaring”, aldus Topp.

Natuurverschijnselen worden in allerlei vakgebieden gekopieerd en toegepast. Zo wordt er speciaal glas ontwikkeld, om te voorkomen dat vogels tegen ramen botsen. Ter inspiratie keken ontwikkelaars naar spinnenwebben die ultraviolet licht reflecteren. Door de weerkaatsing zien vogels dat ze het web moeten ontwijken.

Wat hebben energieprofessionals aan de natuur? Op het scherm achter Topp verschijnt een enorme termietenheuvel. Deze dieren zijn ontzettend goed in temperatuurregulatie. Hoe koud of warm het ook wordt, de temperatuur in de kern van de hoop blijft gelijk. Kunnen mensen ook energieneutraal bouwen, zoals termieten dat kunnen?

Connect
De vormgeving van een nieuwe energievoorziening vindt niet alleen plaats binnen de energiesector. Die raakt mensen, markt, politiek, technologie, natuur en meer. “De problemen in de energiebranche gaan we niet oplossen met de mensen die in deze zaal zitten”, zegt Craandijk.

IBM Vastgoedregie maakt kennis met Demowoning HAN

Tijdens de partnerbijeenkomst van IBM Vastgoedregie bij het bedrijf Desso in Waalwijk, hebben Ron van Wijk en Jonathan van Deutekom van het Innovatielab Duurzaam Bouwen van de HAN een presentatie gegeven over de ontwikkelingen rondom een te realiseren Demowoning op het proefveld bij de Greenhouse.

De bijeenkomst vond plaats op 4 december bij Desso in Waalwijk. De partners reageerden enthousiast op het initiatief om studenten en onderzoekers samen met het bedrijfsleven invulling te laten geven aan het nieuwe wonen in de Demowoning.

IBM Vastgoedregie, advies- en managementbureau voor bouwprocessen, ontwikkelt strategische concepten voor de bouwketen en begeleidt organisaties bij de realisatie daarvan. Dat doen zij in samenwerking met een groep vooruitstrevende bedrijven in de bouwtoelevering die nieuwe woonconcepten in de markt realiseren.

IBM Vastgoedregie is voornemens een aantal vernieuwende woonconcepten in Nederland te realiseren die dienen als voorbeeld en demonstratie.

Als vervolg op deze bijeenkomst wordt onderzocht op welke wijze deze bedrijven een bijdrage kunnen gaan leveren aan de realisatie van de Demowoning.

Elektriciteit uit levende planten

We kennen allemaal het standaardlijstje duurzame energiebronnen: Zonne-energie, windenergie, waterkracht en biomassa. Plant-e introduceert een nieuwe en revolutionaire vorm van duurzame energie: Energie van levende planten! Een van de mogelijkheden ligt in de dakbedekking. Met 100 vierkante meter aan groen kun je je huis al tot 80% voorzien van elektriciteit. Zo kan deze technologie bijdragen aan verduurzaming en vergroening wereldwijd. Plant-e behoorde tot de vijf finalisten van de Jan Terlouw Innovatieprijs. Bekijk hier hun pitch!

Lees verder

Christine Verbeke wint Nationale Student Research Award voor onderzoek naar toekomstige energiebronnen

Christine Verbeke, student van Universiteit Utrecht, wint de Student Research Award 2013! NWO-voorzitter Jos Engelen reikte deze prestigieuze prijs deze week uit. De Student Research Award is dé prijs voor het beste bacheloronderzoek van Nederland. Het onderzoek (pdf) van Verbeke naar toekomstige energiebronnen wordt door de jury als “uiterst relevant en vernieuwend onderwerp” betiteld.

Bestaande verbrandingsmotoren kunnen schoner!

De jaren lijken geteld voor de traditionele verbrandingsmotor gestookt met fossiele brandstoffen. Met de toenemende druk op de brandstofprijzen en de snelle ontwikkeling van elektrische alternatieven lijkt op termijn het volledig verdwijnen van de verbrandingsmotor realistisch. Recent herontdekte ik echter een innovatie die bestaande, ook oudere motoren op eenvoudige wijze aan een betere milieuprestatie te helpen.

Lees verder

HAN Solarboat naar Monaco

De HAN Solarboat gaat, na de DONG Energy race in Groningen en Friesland, ook meedoen aan de Solar Monte Carlo Cup in Monaco. In en om de haven van Monte Carlo wordt deze race gevaren op 10, 11 en 12 juli 2014!

De nieuwe HAN Solarboat is momenteel in aanbouw. Bij het bedrijf QConcepts in Doetinchem werken studenten van verschillende opleidingen aan de ontwikkeling van een innovatieve boot. De vormgeving wordt door twee studenten Industrieel Product Ontwerpen (IPO) gedaan. De boot krijgt hydrofoils waardoor deze bij een bepaalde snelheid uit het water komt. Studenten Werktuigbouwkunde buigen zich over de stoel mechanische constructies en studenten Elektrotechniek werken aan de aandrijving. Studenten Embeded Systems Engineering werken aan een tactisch systeem om snelheidsvoorspellingen te kunnen doen.

De HAN heeft als ambitie om te eindigen bij de eerte drie!

Waste meets Design

Vorige week heeft Gelderland valoriseert een Innovation Bootcamp georganiseerd voor afvalverwerkingsbedrijf Sita. De vraag van Sita was om in contact te komen met productontwerpers die op basis van reststromen van Sita nieuwe producten zouden kunnen ontwikkelen. De voorbeelden zijn volop voorhanden: sloophouten kasten van Piet Hein Eek, slippers van oude autobanden (plakkies) en Freitag tassen van vrachtwagenzeil. In verschillende creatieve rondes werden door de aanwezige creatieven tientallen nieuwe toepassingen gegenereerd voor bestaande afvalstromen. Vier van de toepassingen werden door Sita dusdanig interessant gevonden, dat er verder uitwerking aan wordt gegeven. Een volgende bijeenkomst zal worden gewijd aan een marktplaats-achtig mechanisme dat aanbod (van materiaal) en vraag (toepassingen van ontwerpers) structureel bij elkaar moet brengen.

Uw nieuwe woning van stro of zandzakken?

Twee innovatoren in Gelderland richten zich op minder voor de hand liggende bouwmaterialen voor woningbouw. Zou een moderne en comfortabele woning van stro of zandzakken ooit werkelijkheid worden? En ligt de markt hiervoor in Europa of elders op de Wereld? Persoonlijk heb ik me verbaasd over de antwoorden die ik van ondernemers Marlon Kratz en Pim Hondeveld kreeg.

Lees verder

Garage van de Toekomst is gestart

Om de toekomstige automonteur opgewassen te laten zijn om de technische veranderingen aan te kunnen in de mobiliteitsindustrie is de Garage van de Toekomst (e-Garage) gestart.

Met subsidiegelden van Provincie Gelderland en de hulp van het lokale bedrijfsleven heeft het Opleidingscentrum Rijn IJssel het onderwijs aangepast op de nieuwe en toekomstige voertuigen. De studenten van de afdeling automotive krijgen te maken met diverse typen van voeruigen en hun aandrijvingssysteem zoals de hybride, electrische en waterstof aangedreven voertuigen. het complete lessenpakket is hierop aangepast.

En het Rijn IJssel is verder gegaan. Om studenten bewust te maken van energieopwekking- en gebruik is het dak van de garage voorzien van zonnepanelen en zijn alle lokalen verlicht door ledlampen. Opwekking en gebruik van energie is te volgen via een beeldscherm in de school en via een monitoringssysteem op internet.

Een klaslokaal is voorzien van gekleurde ledverlichting. Het blijkt dat kleur en lichtintensiteit invloed heeft op de gemoedstoestand van de student en dus ook op de leerprestaties. Via een ingenieus systeem kan het licht beinvloed worden naar relatie met de activiteit die van de student gevraagd wordt. Samenwerken of het afleggen van een toets doet een ander appel op de student en dus wordt de lichtwarmte daar op aangepast.

Voor informatie klik hier.

Werken en leren in de wereld van duurzame energie

De HAN start in samenwerking met SEECE en bedrijven uit de energiesector een vierjarige deeltijdopleiding elektrotechniek gericht op duurzame elektrische energie. Deelnemers werken drie dagen in de energiesector en gaan twee dagen naar school. Iemand komt in aanmerking wanneer hij/zij een mbo-4 diploma of een havo/vwo-diploma met een N-profiel heeft.

Lees verder

Faculteit economie en management ondersteunt Energienext

Bij alle duurzame energie vraagstukken die opgelost worden door innovatieve ondernemers komen tal van andere niet technische vraagstukken om de hoek kijken. De Faculteit economie en management heeft tal van opleidingen waar studenten voor ondernemers bijdragen kunnen leveren op tal van bedrijfsvoeringsterrein. Een greep: Kostenonderzoek, marktonderzoeken, communicatieplannen, etc. bericht of u gebruik wilt maken van de inzet van studenten.