De ontwikkelingen rondom Home Energy Management Systems (HEMS) gaan zeer snel. Om het energieverbruik binnenshuis op elkaar af te stemmen en om de systemen slim om te laten gaan met prikkels van buitenaf, zoals dynamische tarieven en netcongestie, zijn er al allerlei slimme oplossingen en stukjes software bedacht. Het is echter geen koud kunstje om alles goed op elkaar af te stemmen. BeNext is daarom bezig met een onderzoek, met ondersteuning van TKI Urban Energy, naar een zelf-configurerend home energie management systeem.

Er zijn een aantal ontwikkelingen op de energiemarkt die het nodig maken dat de opwek van energie door zonnepanelen wordt afgestemd op het verbruik binnenshuis. De verhoogde elektrificatie van het energieverbruik door de opkomst van de warmtepomp is hier één van, maar ook netcongestie, terugleverkosten en dynamische tarieven spelen hierin een belangrijke rol. Maarten de Vries, programmamanager Smart Energy Systems bij TKI Urban Energy, legt uit waarom HEMS steeds noodzakelijker worden.

Dynamisch omgaan met energie
HEMS zijn nodig om in de groeiende vraag naar energie te kunnen blijven voorzien. De Vries stelt dat de vraag naar energie door gelijktijdigheid flink kan oplopen. De Vries: "Op de koudste dagen springen veel warmtepompen bij met elektrische elementen. Dat leidt tot een enorme piekvraag doordat warmtepompen bij lage temperaturen minder efficiënt werken. Deze pieken wil je afzwakken of uitstellen vanwege netcongestie, energieprijs en totale systeemkosten.”

De Vries verwacht dat in de toekomst de prijsprikkels van dynamische contracten en teruglevertarieven een grote rol spelen bij de vraag naar HEMS. De Vries: "Met dynamische prijzen wordt het mogelijk om flexibiliteit in te zetten in het nationale energiesysteem. Maar netcongestie blijft natuurlijk een lokaal probleem, en het is lastig te weten of dit in mijn wijk speelt. Ik verwacht niet dat netbeheerders consumenten direct zullen aansturen, maar eerder indirect via prijsprikkels zoals een nieuwe tariefstructuur. Dit maakt het aantrekkelijker om bijvoorbeeld je warmtepomp anders te schakelen. Deze optimalisatie gebeurt binnen het huishouden, natuurlijk rekening houdend met de wensen en comfortgrenzen van consumenten.”

"De protocollen die slimme sturing mogelijk moeten gaan maken, die momenteel vanuit het energiedomein worden ontwikkeld, zijn breed inzetbaar en kunnen inspelen op netcongestie, prijzen en andere aspecten. Er wordt bewust geen harde keuze gemaakt voor één optimalisatiestrategie, waardoor flexibiliteit inzetbaar wordt voor verschillende doelen zoals zonne-energie, dynamische prijzen en netcongestie”, aldus De Vries.

Flexibiliteit van het energiesysteem zou veel impact hebben op de totale vraag naar energie. De Vries: “TenneT heeft berekend dat Nederland drie tot vijf minder back-up gascentrales nodig zou hebben als alle warmtepompen slim zouden zijn. TNO benadrukt ook dat een betaalbaar energiesysteem flexibel moet zijn, omdat al die kleine verbruikers samen optellen tot serieuze vermogens."

De Vries erkent dat het voor de consument niet eenvoudig is om slimme sturing aan te brengen in de energiehuishouding van hun woning. De Vries: “Dit vraagt echt een combinatie van ontzorgen, automatiseren en slim regelen. Hoewel ik veel met dit onderwerp bezig ben, heb ook ik nog geen dynamisch energiecontract. Er is nog een wereld te winnen als we iedereen mee willen krijgen hierin.”

Zelf-configurerende Systemen
Om het voor de consument eenvoudiger te maken om het energieverbruik binnenhuis op elkaar af te stemmen en flexibel om te kunnen gaan met prijsprikkels en dynamische tarieven van buitenaf werkt BeNext, met ondersteuning van TKI Urban Energy, aan zelf-configurerende HEMS. Het zelf-configurerende Home Energy Management System moet het voor de klant makkelijker maken om de juiste instellingen te vinden van de warmtepomp, zonnepanelen en eventueel de laadpaal en batterij voor de optimale verhouding tussen comfort en lage energielasten.

Edwin van Kessel, directeur van BeNext, vertelt: "Ons doel is om software te ontwikkelen die bepaalde apparaten in een woning slimmer van het energienet gebruik laat maken. We willen onderzoeken of je energieverbruik kunt verschuiven naar momenten dat zonnepanelen energie opwekken, of wat je kunt doen met overtollige zonne-energie voordat je het teruglevert aan het net. Door voorspellende modellen en data-analyse willen we zelflerende systemen creëren die het energieverbruik van woningen en hun bewoners optimaliseren.

Om een energiehuishouden goed af te stemmen met zo min mogelijk maandelijkse lasten en zo veel mogelijk comfort vereist veel technische kennis. Van Kessel: “Bewoners zouden hier ook geen verstand van moeten hoeven hebben: de droom is dat ze slimme apparatuur in huis hebben die er tegelijkertijd voor zorgt dat de energiehuishouding van je woning wordt geoptimaliseerd en je het meest voordelig wordt voorzien van energie, warmte en comfort, terwijl tegelijkertijd wordt geholpen om congestie te voorkomen.”

Door samen te werken met woningcorporaties heeft BeNext al meetapparatuur aangesloten in een groot aantal woningen om zo de basis te leggen voor de zelf-configurerende software. Aan de hand van deze metingen kan worden bepaald hoe het energieverbruik van de database er uit ziet en wat er moet gebeuren om deze geautomatiseerd te kunnen sturen.

Een opgave bij het slim aansturen van woningen is volgens Van Kessel, dat niet alle apparaten de mogelijkheid bieden om slim aangestuurd te worden. "Niet alle systemen staan toe om aangesloten te worden, of slechts beperkt, en dat vormt een risico bij opschalen. Er is nog geen standaard, dus toegankelijkheid van systemen om aangestuurd te kunnen worden is essentieel. De flexibiliteit van ons model helpt, maar als een waterpomp of omvormer niet goed aan te sturen is, houdt het gewoon op.”

Ook pleit Van Kessel voor een eenduidiger beleid vanuit de politiek voor de energiesector. “Een visie die de kabinetstermijn zou overstijgen zou de industrie veel goed doen. Het is recentelijk zo dat met een knip van de vinger het beleid wordt aangepast en zo vallen veel bedrijven om omdat ze niet kunnen anticiperen op de vraag van de toekomst.”