The e-magazine for KNX home & building control

Energiebeheer: de overgang maken naar koolstofarme gebouwen met behulp van KNX

Harm Elzinga bespreekt de energietransitie en de uitdagingen en pleit voor het gebruik van KNX-gebaseerde energiebeheersystemen om onze ecologische voetafdruk te verkleinen.

Gezien de effecten van klimaatverandering, de geopolitieke situatie, de noodzaak om onze koolstofvoetafdruk te verminderen en betrouwbaardere vormen van ‘schone’ energie te vinden, is een volledige energietransitie nog nooit zo belangrijk geweest. In de ongekende energiecrisis waar we momenteel mee kampen, waarbij hoge energiekosten en capaciteitsproblemen op ons energienetwerk schering en inslag zijn, is energiebeheer ook voor eigenaren van gebouwen een hoge prioriteit geworden.

Wereldwijd energieverbruik per bron, met een grote afhankelijkheid van fossiele brandstoffen. Er is nog een lange weg te gaan om de wereld minder afhankelijk te maken van fossiele brandstoffen. Bron: Onze wereld in gegevens, 2022.

Energietransitie

Het belangrijkste doel van de energietransitie is de inkrimping van CO2 en andere broeikasgassen, zodat de opwarming van de aarde kan worden getemperd. Daar gaan ook andere voordelen en doelen mee gepaard zoals minder uitstoot van andere gevaarlijke gassen en fijnstof, de mogelijkheid om meer zelfvoorzienend te worden en minder afhankelijk te zijn van de import van fossiele brandstoffen. We moeten ons ook richten op ons gebruik van grondstoffen; we moeten meer recyclen en proberen om duurzamere producten te ontwikkelen – onderwerpen die niet alleen onze sector aangaan, maar ook vele andere. Kortom, de energietransitie is de overstap van niet-hernieuwbare energiebronnen naar hernieuwbare.

Hoe kan dit gerealiseerd worden?

Op mondiaal niveau wordt de energietransitie bevorderd door politieke keuzes. Deze resulteren in nieuwe of aangepaste wetten, beleidslijnen en belastingvoordelen. Internationale verplichtingen, zoals het Akkoord van Parijs, Europese wetten, federale wetten en nationale wetten kunnen een enorme impact hebben. Op een meer persoonlijk niveau kan deze overgang worden gerealiseerd door persoonlijke keuzes te maken die beïnvloed worden door media-aandacht, prijsstijgingen of (lokaal) overheidsbeleid en subsidies.

We moeten overstappen van gas, olie en kolen naar hernieuwbare energiebronnen. Dit kan op grote schaal gebeuren, met bijvoorbeeld zonneparken en offshore windparken, of op kleinere schaal door zonnepanelen op onze eigen huizen of kantoren te plaatsen.

We moeten overstappen van gas, olie en kolen naar hernieuwbare energiebronnen.

Uitdagingen

Tijdens de energietransitie stuiten we op allerlei uitdagingen, waaronder:

  • Hogere productiekosten (in vergelijking met gas/kolen).
  • Kosten van de transitie zelf.
  • De opbouw van duurzame productiefaciliteiten.
  • Netonbalans (perioden met veel zon/windenergie versus perioden met weinig).
  • Mobiliteit (elektrische auto’s hebben bijvoorbeeld batterijen nodig).
  • De overstap naar volledig elektrische installaties.

Allereerst moeten we het verbruik verminderen. Een reductie is altijd beter dan dan overstappen naar een nieuwe energiebron. Ten tweede moeten we op alle niveaus rekening houden met duurzaamheid. Vervolgens moeten we waar mogelijk allemaal in onze eigen energie voorzien, bijvoorbeeld door zonnepanelen op onze gebouwen te plaatsen. Daarna moeten we bij overschotten de energie kunnen opslaan, zodat we er gebruik van kunnen maken wanneer de voorraad beperkt is. En tot slot moeten we de processen die energie gebruiken in het gebouw optimaliseren.

In bijna alle gevallen zal een echt slim gebouw met flexibel energiebeheer niet alleen de eigenaar en gebruiker van het gebouw ten goede komen, maar ook de leverancier van het elektriciteitsnet en de energietransitie in het algemeen.

Energiemonitoring en -beheer

Begrijpen wat er gebeurt in een gebouw, of meer specifiek in een installatie, is van cruciaal belang om zo efficiënt mogelijk energie te beheren, maar dit is slechts de eerste stap. We moeten ook weten wat de individuele onderdelen van de installatie precies doen en hoeveel energie er wordt gebruikt, vooral voor onderdelen van de installatie waar kleine details vaak grote gevolgen kunnen hebben. LED-verlichting is efficiënt, maar afzonderlijke lampen alleen laten branden als er zonne-energie beschikbaar is, is niet erg nuttig. Een warmtepomp daarentegen kan behoorlijk veel energie verbruiken. Als dit goed wordt geregeld, is er veel winst te behalen zonder dat het comfort van de gebruiker wordt aangetast. Andere gegevens van andere bronnen, zowel binnen als buiten de installatie, kunnen hier ook nuttig zijn. Bijvoorbeeld weersensoren op het dak, maar ook spotprijsinformatie en weersvoorspellingen, kunnen allemaal gebruikt worden om het energiebeheer te optimaliseren.

Daarom moeten ons op het hele gebouw richten; de anticiperende activatie van jaloezieën en rolluiken om oververhitting te voorkomen is bijvoorbeeld veel doeltreffender dan achteraf het hele gebouw te koelen. Naast energiemonitoring kunnen al deze gegevens ook worden gebruikt voor ander gebouwbeheer, zoals onderhoud, foutmonitoring, enz.

Het beheer van deze individuele onderdelen van de installatie kan worden gedaan door de gebruiker, hoewel het veel efficiënter zou zijn om dit onderhoud automatisch uit te laten voeren. Hierbij speelt energiebeheer een sleutelrol. Een goed energiebeheerplatform maakt gebruik van de interne en externe gegevens om de installatie zo efficiënt mogelijk te beheren en houdt tegelijkertijd rekening met de voorkeuren van de gebruiker. Om de gebruiker aan boord te houden is het ook belangrijk om het comfort in stand te houden. Een goed beheersysteem zorgt voor minder energieverbruik en kosten, terwijl men toch van een hoog comfort kan genieten.

Een praktijkvoorbeeld van hoe energievoorspelling kan bijdragen aan een slimmer energiebeheer. De voorspelde energieproductie volgt de werkelijke productie vrij nauwkeurig.

De bijdrage van KNX

Met de open KNX-standaard (ISO/IEC 14543) wordt het veel eenvoudiger om allerlei soorten gegevens beschikbaar te maken binnen één systeem. Er zijn talloze KNX-producten, zoals gateways, die de gegevens ophalen van elektriciteitsmeters en sensors in het gebouw. Er bestaan ook allerlei directe KNX-meters. Je kunt temperaturen meten, de instellingen van warmtepompen opvragen, informatie verzamelen over de productie van zonnepanelen, alles wat je maar nodig hebt. Er bestaan ook talloze KNX-producten, zoals dimmers, actuatoren, sensoren en schakelaars waarmee je de verlichting, verwarming, airconditioning, pompen en allerlei andere apparaten kunt bedienen. Voor producten die het KNX-protocol niet rechtstreeks ondersteunen, zijn er bovendien veel bridgeproducten beschikbaar die allerlei energiegerelateerde eindpunten moeiteloos met KNX verbinden. Het gaat hier bijvoorbeeld over autoladers, warmtepompen, algemene verwarmingssystemen en huishoudelijke apparaten.

Meer dan 500 fabrikanten onderschrijven de wereldwijde KNX standaard. Deze standaard heeft een jarenlange, betrouwbare stamboom en richt zich op de toekomst.

KNX is dus eigenlijk de drager die alle gegevens ter beschikking stelt. Er bestaan ook veel systemen die deze gegevens beschikbaar stellen in grafieken, op schermen, op mobiele apps of in rapporten. Hoe meer een gebruiker zich bewust wordt van zijn energieverbruik, hoe minder energie hij zal verbruiken. Je kunt je energieopslagsystemen ook aan KNX koppelen en de eindpunten (of eindapparaten) controleren die het meeste energie verbruiken, zoals bijvoorbeld een verwarmingssysteem waarvoor u de instelpunten kunt wijzigen of een apparaat kunt uitschakelen. Zo kunt u bijvoorbeeld elke middag de vaatwasser leegmaken voor het avondeten en ’s ochtends wordt de elektrische auto volledig opgeladen voordat u naar uw werk vertrekt. Als het eindpunt eerder klaar moet zijn, kan er om prioriteit worden gevraagd. Tot slot kun je een energiemanager toevoegen die deze eindpunten beheert op basis van de verzamelde gegevens, rekening houdend met maximale gebruikslimieten, opslagsystemen en de meest efficiënte manier om de opgewekte energie te gebruiken op basis van weersvoorspellingen en mogelijke dynamische energietarieven.

Intelligent beheer

Een manager maakt het verschil. In plaats van alleen maar op de hoogte te zijn van wat er in de installatie gebeurt, kan de manager ook alle verschillende onderdelen van de installatie manipuleren, zodat je maximaal kunt profiteren van alle gegevens die worden gegenereerd. Als de manager weet wanneer je zonnepanelen veel energie zullen produceren, kan hij bijvoorbeeld het opladen van elektrische auto’s uitstellen of het instelpunt van de warmtepomp iets verlagen wanneer de energieprijzen zich in de hoogste 20% van de dag bevinden. Hij kan bijvoorbeeld ook een filterpomp inschakelen wanneer de energie goedkoop is, of wanneer de windturbine te veel energie produceert.

De xxter Smart Energy Manager is een voorbeeld van software op basis van KNX die de energieproductie en het energieverbruik intelligent beheert, voor maximale efficiëntie.

Privacy en veiligheid

Een van de belangrijkste voordelen van KNX is dat het allemaal lokaal gebeurt en niet afhankelijk is van het internet, wat voor meer privacy en veiligheid zorgt. Als je je installatie en informatie veilig wilt houden, gebruikt u het best producten en systemen die dit ondersteunen. Dat betekent dat een cloud-based beheersysteem niet ideaal is. Een lokale manager voor het energiebeheer is een betere keuze als het om veiligheid en privacy gaat.

Een ander probleem met cloud-based beheersystemen is dat ze in de meeste gevallen worden beheerd door de eigenaar van het energienetwerk, en niet de eigenaar van de installatie.

Conclusie

Er bestaan doeltreffende systemen waarmee je energie kunt beheren op een intelligente manier met behulp van KNX. Ze communiceren met talrijke bronnen en maken de installatie meer zelfvoorzienend, zodat de uitstoot en de energierekening daadwerkelijk verlaagd wordt. Alle beschikbare gegevens combineren, automatisch analyseren, voorspellingen maken en de verschillende eindpunten en installaties besturen terwijl alle gebruiksgegevens lokaal en veilig blijven, dat is wat een goede energiemanager zou moeten doen. KNX ondersteunt dit in alle opzichten.

Harm Elzinga is oprichter en CEO van xxter bv. specialist in visualisatie, spraak en slimme systemen voor KNX, én bedenker van de Smart Energy Manager.

www.xxter.com/en

Delen op facebook
Share
Delen op twitter
Tweet
Delen op linkedin
Share

SPONSORS

JUNG area / line coupler


JUNG area / line coupler
The JUNG area / line coupler connects two KNX lines while retaining electrical isolation. Across publicly accessible areas, such as corridors ...