“In december 2022 kwamen we erachter dat we structureel over het gecontracteerde vermogen heen gingen”, zegt Thijs Meulen, adviseur energiemanagement en gebouwautomatisering aan de Technische Universiteit Eindhoven (TU/e). Een verzoek om extra aansluitcapaciteit was een paar maanden daarvoor al afgewezen vanwege netcongestie. Tegelijkertijd staat er op de campus veel op de planning: het opleveren van een nieuw gebouw, renovatiewerkzaamheden, een nieuwe ‘cleanroom’ voor 2028 en een nieuw laboratorium een jaar later. “We moesten dus een andere oplossing zoeken om voldoende gecontracteerd vermogen te houden voor de gemiddeld 15.000 dagelijkse gebruikers van de campus. Dat was de aanleiding voor het Genius-project.”

Campus en omgeving

Volgens Mark Cox, programmamanager energie, heeft niet alleen de TU/e, maar hebben ook bedrijven in de omgeving te maken met netcongestie. “We vinden het belangrijk dat we een oplossing kunnen bedenken die niet alleen voor de campus, maar ook voor de omgeving een belangrijke rol kan spelen. Als wij de grenzen van het elektriciteitsnet opzoeken, kan de omgeving hier last van krijgen. Dat willen we voorkomen.” Tegelijkertijd ziet de universiteit het project als een manier om innovaties vanuit de wetenschap in de praktijk te brengen.

Batterij als eerste stap

Netcongestie oplossen én een proeftuin voor innovaties inrichten zijn daarom de doelen van het  Genius-project. Meulen: “Als eerste stap hebben we een 3,4 MWh lithium-ijzerfosfaatbatterij (LFP) met de omvang van een zeecontainer geïnstalleerd. Doel is om deze op te laden wanneer er voldoende energie en transportruimte op het net beschikbaar is, en de batterij in te zetten voor het afvlakken van de energiepieken.”

Dat vraagt om een slimme aansturing.  Meulen: “We hebben een aansturingsplatform ontwikkeld om de juiste keuzes te maken, zodat we het energieverbruik slimmer kunnen spreiden.” Een eerste stap was het verzamelen van historische data. “Hierdoor hebben we inzicht gekregen in het verbruik per uur over een heel jaar. Daaruit bleek dat er tussen tien uur ’s avonds en zes uur ‘s ochtends nog veel ruimte is die we beter kunnen benutten.”

Voorspellen en spreiden

Vervolgens zijn volgens Meulen alle systemen die grote vermogens vragen, zoals warmtepompen, in kaart gebracht en aan elkaar gekoppeld. Zodat het verbruik ervan beter verspreid kan worden. “Dat doen we op basis van voorspellingen. Onze historische data geven het energieverbruik weer, gekoppeld aan de weersomstandigheden. Op basis daarvan kunnen we trendlijnen opstellen. Stel dat het morgen tot -5 °C vriest, met een bepaalde windrichting en -sterkte. Dan kunnen we nagaan of we deze situatie al eerder hebben gehad, en voorspellen hoeveel energie er nodig is. Daarop kunnen we vervolgens acteren.”

Sturen op 'assets'

De universiteit stuurt niet op energie of kosten, maar op ‘assets’. “We optimaliseren op functionaliteit, zoals veiligheid, comfort en zekerheid”, legt Cox uit. Zo krijgen bepaalde installaties een hogere prioriteit dan andere. Onderzoek en onderwijs hebben de hoogste prioriteit, laadpalen hebben een lagere prioriteit. Dat betekent dat het sporadisch mogelijk is dat er in bepaalde periodes in de winter geen vermogen beschikbaar is om auto’s te laden. Of dat bijvoorbeeld een zwembad wordt gesloten. “Tijdens het project bepalen we waar de prioriteiten liggen en dat is een grote puzzel.”

WKO-systeem

De energiepiek zit vooral in de winter. Meulen vertelt dat de campus de afgelopen jaren sterk is verduurzaamd en grotendeels van het gas is afgegaan. Een grootschalig warmte-koudeopslagsysteem (WKO-systeem) met 32 bronnen en meerdere warmtepompen voorziet de gebouwen van warmte, koude of een mix ervan. Het gasverbruik daalde van 6,5 naar 1,5 miljoen m³ per jaar. “Die omslag betekent wel dat we in de winter aanzienlijk meer elektriciteit nodig hebben.”

Warmtebatterij

Inmiddels is één gebouw volledig ingericht met het energiemanagementsysteem. “Elk gebouw moet je daarom zien als een warmtebatterij”, vertelt Meulen. “Als je een gebouw verwarmt, heeft het een bepaalde tijd nodig voor het weer afkoelt. Dat moeten we inzichtelijk maken voor alle gebouwen.” Voor één gebouw is dat nu inzichtelijk. “We weten bijvoorbeeld hoe lang het duurt voordat de temperatuur naar 20 °C daalt als we ’s avonds naar 20,5 °C gaan. In sommige gebouwen blijft de dagtemperatuur ’s nachts gehandhaafd, zodat de ochtendpiek verdwijnt. Ook het aanpassen van de instellingen van warmtepompen leverde al resultaat op: een besparing van 1.000 kW op het gecontracteerde vermogen.”

Proeftuin voor nieuwe technologie

Dankzij de batterij en de slimme aansturing is er op dit moment al voldoende vermogen. Meulen: “De verwachtingen zijn dat we met deze opstelling tot 2028 voldoende vermogen hebben. We moeten met andere woorden innovaties en extra hernieuwbare energie inzetten om ook na 2028 geen problemen te krijgen. Daarom hebben we een proeftuin ingericht om nieuwe technologieën te testen.”

Cox vult aan: “Op de campus doen we bijvoorbeeld experimenten met de batterij. Het voordeel van het inrichten van het platform is dat je meteen op grote schaal data kunt verzamelen waar onderzoekers mee aan de slag kunnen. We onderzoeken de impact van het aanbrengen van prioriteiten op het gedrag van mensen, experimenteren met het centraal ontsluiten van data, het automatiseren met zowel hard- als software, en op korte termijn plaatsen we ook een grote elektrolyser op de campus. Hiervoor is de vergunning momenteel aangevraagd. Dat is natuurlijk weer een hele andere schaalgrootte dan een laboratorium waar de industrie en onderzoekers van kunnen leren. Als je laat zien wat mogelijk is, zijn er andere partijen die ook potentieel zien. Dat proces zie je nu opstarten en versnellen.”