Intelligente energiebesparingsmogelijkheden met Domotica: Vandaag en Morgen

Paper ingediend als onderdeel van de Masterproef Master in de Industriële Wetenschappen GROEP T – Leuven Engineering College – 2010-2011

Intelligente energiebesparingsmogelijkheden met Domotica: Vandaag en Morgen Student: Tomas Sevenants*, Copromoter: Erik De Waele†, Promotor: Leen Renders‡ *

Masterstudent Elektromechanica, GROEP T – Leuven Engineering College, Vesaliusstraat 13, 3000 Leuven, † Minelec Engineering BVBA - Koning Albertstraat 220 - 1760 Roosdaal (Belgium) ‡ Unit Elektromechanica, GROEP T – Leuven Engineering College, Vesaliusstraat 13, 3000 Leuven, [email protected]

Abstract Dit werk bespreekt de besparingsmogelijkheden die kunnen gerealiseerd worden met domoticasystemen in alledaagse gezinswoningen. Allereerst worden de eenvoudige instellingen die momenteel reeds kunnen leiden tot een besparing van om en bij de 20% evenals de besparing door het gebruik van een zonwering, besproken. In het tweede deel wordt de implicatie op domoticasystemen van de huidige technologische evolutie en van het huidige onderzoek in kaart gebracht. Omwille van een smart grid en realtime pricing wordt het huidige domoticasysteem omgevormd naar een HEMS (home energy management system) zodat ‘het huis’ gestuurd wordt in functie van de elektriciteitsprijs en zodat aan ‘demand respons’ gedaan wordt. Om intelligente toestellen aan te sturen is een powermatcher nodig. Uiteindelijk wordt de besparing berekend die kan bekomen worden door tijdens piekperiodes reeds opgeslagen energie te gebruiken. De data heeft betrekking op koken met rest energie opgeslagen in een batterij van een elektrische wagen. Trefwoorden: Batterijen, Besparen, Domotica, Smart grid

1.

Inleiding: Smart grid

Momenteel stuurt men de elektriciteit die centraal wordt opgewekt, naar de verbruiker en wordt het geproduceerde vermogen afgestemd op het verbruik. De infrastructuur die hiervoor voorzien is (zoals de analoge meters in de woningen) is niet aangepast aan decentrale elektriciteitsproductie. Zonnepanelen zijn al niet meer uit het straatbeeld weg te denken maar ook windturbines worden reeds

als alledaags beschouwd en ook de micro-WKK (micro-warmte-krachtkoppeling) doet zijn intrede in onze woningen. Bedrijven en particulieren gaan deze nieuwe technologieën aankopen om zo respectievelijk hun kantoor (voor een gedeelte) of hun huis te voorzien van goedkopere of gratis elektriciteit. De overmaat aan elektriciteit van bepaalde consumenten kan hierbij geleverd worden aan anderen die tekort komen. ( Kapetanovic, T. & Botting, D. , 2010) Het elektriciteitsnet van de toekomst dat hiervoor zal instaan staat bekend onder de naam “smart grid”. 1.1. Waarom is een smart grid noodzakelijk? De centrale productie van elektriciteit waarbij er op enkele plaatsen wordt geproduceerd en deze elektriciteit over heel het land wordt doorgestuurd houdt in dat het elektriciteitstransport over grote afstanden gebeurt met als gevolg grote transportverliezen. Bovendien worden alsmaar meer elektrische apparaten in het huishouden gebruikt. De toestellen worden dan wel efficiënter, maar door steeds meer elektrische toestellen te gebruiken gaat het elektriciteitsverbruik blijven toenemen. De komst van de elektrische auto zal deze trend zeker niet veranderen. Bovendien is er door de opwarming van de aarde als gevolg van onze hoge CO2 –uitstoot en door de uitputting van onze fossiele voorraden, nood aan een streng energiebeleid. De Europese unie wil tegen 2020 met de 202020 doelstellingen de klimaatverandering tegen gaan. Deze doelstellingen bestaan uit: • 20% daling van de CO2-uitstoot • 20% stijging van de energie-efficientie • 20% hernieuwbare energieproductie Het integreren van vele hernieuwbare bronnen zorgt op termijn voor een stevige reductie van onze CO2 omdat ze elektriciteit produceren zonder CO2 uit te stoten, in tegenstelling tot de centrales die gebruik

2

maken van fossiele brandstoffen. Bovendien, door demand respons (zie 4.1.1) te integreren in het netwerk, worden verbruikspieken vermeden en wordt het verbruik meer gespreid. Deze pieken zijn de oorzaak van een hoge CO2 -uitstoot. Om verbruikspieken op te vangen gebruiken elektriciteitsproducenten namelijk oude onefficiënte installaties die zorgen voor deze hoge CO2-uitstoot. Anderzijds, door het goed afstemmen van vraag en aanbod per regio, kan men de verliezen door transport beperken. Daar de productie zowel centraal als decentraal kan zijn en decentrale productie met hernieuwbare bronnen afhangt van externe factoren zoals de wind en de zon en bijgevolg niet regelbaar is, moet het Smart grid zorgen voor het efficiënt en intelligent afstemmen van de vraag op de productie: het smart grid zorgt dat kwaliteit en stabiliteit van het net verzekerd is. 1.2 Intelligente tellers of smart meters Om vraag en aanbod op elkaar af te stemmen is alleszins een bidirectionele communicatie tussen netbeheerder en verbruiker noodzakelijk. Hiervoor zorgt de intelligente teller; deze zou onze analoge elektriciteitsteller vervangen. Het verbruik en de power quality kan, afhankelijk van het communicatiemiddel, om het kwartier naar de netbeheerder doorgestuurd worden. Het opnemen van de elektriciteitsstand door het personeel van de elektriciteitsleverancier zal dus in de toekomst niet meer nodig zijn. Met deze intelligente teller is het ook mogelijk dat de netbeheerder de verbruiker van op afstand afkoppelt van het elektriciteitsnet “Advanced Metering Infrastructure (AMI)”. Dit is nodig om een eventuele overbelasting van het net te voorkomen bij overmatig elektriciteitsverbruik door de klant. Er zijn meerdere mogelijkheden om deze informatie van de gebruiker naar de netbeheerder over te brengen. De communicatietechnologieën worden in drie categorieën onderverdeeld: communicatie over het elektriciteitsnet (power line carrier), communicatie over telefoonlijn en kabelinfrastructuur (ADSL, tvdistributiekabel) en draadloze communicatie (mobilofonie, RF, PMR) De keuze voor het juiste communicatiemiddel hangt af van de technische en niet technische eisen. (KUL- ESAT/ELECTA, 2007). 1.3 De verbruiker De verbruiker wordt in een smart grid zowel een verbruiker als een producent. Maar dit is niet de enige verandering voor de verbruiker. Het is ook mogelijk veel nauwkeuriger zicht te hebben op het verbruik. Via internettoepassingen of EMS die de netbeheerder aanbiedt, wordt het mogelijk om het verbruik op te roepen. Zo kan de verbruiker nagaan op welk moment van het jaar, maand of zelfs dag het meest verbruikt wordt. Het is natuurlijk aan de verbruiker om hierop te reageren en zijn gewoontes aan te passen.

Momenteel kennen we alleen dag- en nachttarief. Dit zal veranderen met de komst van het smart grid. Het verbruikstarief zal fluctueren. De prijs wordt bepaald aan de hand van vraag en aanbod. Deze tariefvorm heet realtime pricing en zou elk uur veranderen. Dit schept mogelijkheden om goedkoper te gaan verbruiken. Zo kan men aan de hand van het tarief bepalen welke toestellen in werking moeten treden. Als men zelf elektriciteit produceert door bv zonnepanelen, is het voordelig om eerst de zelfgeproduceerde elektriciteit te verbruiken, waar mogelijk en eventueel hiermee batterijen op te laden. Deze batterij kan van een elektrische auto zijn, maar kan ook een andere zijn die de woning kan voorzien van energie wanneer het tarief van het net te hoog is. Door de realtime pricing kan de consument elk moment van de dag op een kleine monitor zien hoeveel hij verbruikt. Dit wordt dan omgerekend aan het tarief van dat ogenblik. Door de gebruiker te sensibiliseren over zijn gebruik, gaat hij minder onnodig verbruiken en efficiënter omspringen met energie. De gebruiker kan met behulp van een smart grid dus heel wat energie, en dus geld, besparen. Hij hoeft zich enkel flexibel op te stellen: tijdens de piekuren zoveel mogelijk verbruik vermijden en de flexibele lasten verschuiven naar momenten waar er (te) veel energie beschikbaar is. Het verbruik reduceren en afstemmen op het aanbod heet “Demand Side Management (DSM)”. 2. Energieverbruik in een gezinswoning Om te weten waar domotica kan zorgen voor een energiebesparing, is het noodzakelijk te weten wat de grote verbruikers zijn in onze gezinswoning. Aan de hand daarvan worden de mogelijkheden bestudeerd. De meeste energie wordt verbruikt bij het opwarmen van de woning. Door voor een zuinige warmtevoorziening te kiezen, bv. een warmtepomp, kan men heel wat besparen. De keuze van gebruikte toestellen valt echter buiten de inhoud van dit werk. Naast de verwarming zijn er nog een aantal toestellen waarvan het elektriciteitsverbruik zeker niet mag onderschat worden. De wasmachine, de droogkast en de vaatwasmachine zijn verantwoordelijk voor een groot deel van ons elektriciteitsverbruik. Diepvriezer en koelkast samen zorgen voor 20% van de elektriciteitsfactuur. Dit is veel vergeleken met de verlichting die een aandeel heeft van ongeveer 15%. Hoeveel deze toestellen jaarlijks verbruiken en hoeveel dit voor het gezin kost hangt natuurlijk af van de gewoontes van het gezin en van de gebruikte toestellen. Het gemiddelde energieverbruik van een gezin wordt geschat op 1700€ op jaarbasis.

3

3. Intelligente energiebesparingmogelijkheden met domotica: vandaag Domoticasystemen worden vaak geassocieerd met luxe en gebruiksgemak, maar kunnen ook een zeer groot aandeel hebben in het besparen van energie. Domotica wordt momenteel ook vaak toegepast op werkplaatsen of kantoren. Maar dit werk beperkt zich tot het besparen van energie in een doorsnee gezinswoning en de (huishoud-) toestellen die er vandaag aanwezig zijn in deze gezinswoning. In de huidige domotica systemen kunnen reeds bepaalde besparingsmogelijkheden eenvoudig geïmplementeerd worden. Hieronder wordt een overzicht gegeven. De automatische zonwering wordt meer in detail besproken. De studie is gebaseerd op het huidige Luxom domotica systeem. 3.1 Eenvoudig te programmeren besparingen Het huidige Luxom domotica systeem beschikt over veel mogelijkheden om geld en energie te besparen. Door gebruik te maken van enkele eenvoudige functies in de software en door het implementeren van enkele sensoren kan men al heel wat bereiken. 3.1.1 Verlichting Op het vlak van verlichting worden enkele mogelijkheden uiteengezet. • Gebruik maken van een alles-uit- knop. Met deze

knop kan men ervoor zorgen dat, bij het verlaten van de woning of bij het slapengaan, alle verlichting automatisch uitgaat. Dit signaal kan men eventueel ook koppelen aan het aanschakelen van een aanwezigheidssimulatie. Dit is het gecontroleerd branden van verlichting om aanwezigheid te simuleren. • De buitenverlichting kan worden aangezet op basis van licht - en bewegingssensoren, zodat het licht niet nodeloos brandt als er genoeg licht is of als er niemand is. • Gebruik maken van “moods”. “Moods” zijn instellingen die gekoppeld zijn aan bepaalde activiteit. Het licht met een dimmer op 25% van de lichtsterkte laten werken tijdens het kijken naar de tv leidt tot een lager stroomverbruik. • Aanwezigheidsensoren schakelen automatisch de verlichting in ruimtes waar niemand aanwezig is, uit. • Men kan ook werken met een lichtafhankelijke sturing. Zo stelt men de behoefte aan licht af aan de hoeveelheid zonlicht die er al binnenvalt. Dit is vooral interessant in een werkomgeving, zoals een bureau. Een lichtsensor meet hierbij de lichtinval. In figuur 1 is te zien welke lichtsterktes noodzakelijk zijn voor welke activiteiten. (REG, 2007)

Figuur 1 illustreert welke lichtsterkte bij welke activiteit hoort (REG, 2007)

4

3.1.2 Verwarming • Een woning kan verdeeld worden in meerdere temperatuurzones. Eventueel kan zelfs elke kamer apart gestuurd worden. Hiervoor heeft elke zone wel een temperatuursensor nodig en moeten er elektroventielen in de leidingen van de centrale verwarming bevestigd worden. Op die manier kan elke zone of kamer verwarmd worden als dit nodig is en kan rekening gehouden worden met gewoontes. Zo kunnen de slaapkamers beginnen op te warmen om 21 uur ’s avonds, terwijl de leefruimte al mag verwarmd worden vanaf 18 uur. • Aan te raden is ook gebruik te maken van een 3de temperatuursniveau. Naast de nachten dagtemperatuur is er de stand-by temperatuur. Deze temperatuur bevindt zich 2 à 3°C graden lager dan de dagtemperatuur. Zo wordt de stand-by temperatuur gehouden totdat er iemand thuiskomt en de verwarming door een simpele druktoets of een aanwezigheidsmelding verspringt naar de dagtemperatuur. Een verlaging van 1°C van de dagtemperatuur gaat gepaard met een besparing van 6% op het vlak van verwarming. Deze maatregel is dus zeker niet overbodig. • De verwarming automatisch uitschakelen bij het openen van ramen en/of buitendeuren. • Men kan de verwarming ook koppelen aan de alles-uit-knop en dit signaal zorgt dan dat de verwarming terugschakelt naar de nachtstand. (Doolaege, A. ,2010) 3.1.3 Sluimerverbruik • Ook het sluimerverbruik kan met de alles-uitknop geëlimineerd worden bij het verlaten van de woning. Door gebruik te maken van relaismodules kan via deze knop de stroomtoevoer van stopcontacten waarop multimediatoestellen zijn aangesloten, uitgeschakeld worden. 3.1.4 Andere • De werking van de droogkast kan men laten afhangen van de buitentemperatuur. Via relaismodules stelt men bijvoorbeeld in dat de droogkast enkel kan werken als het buiten kouder is dan 15°C: veel kan bespaard worden door de was buiten te hangen als het warm genoeg is. De inwerkingtreding van diezelfde droogkast kan men laten afhangen van de tijd zodat gebruik gemaakt wordt van het voordelig nachttarief. 3.1.5 REG-premie Sinds 2005 rekent men domotica bij energiebesparende technieken. Distributienetbeheerder Eandis keert dan ook een premie uit aan mensen die een domoticasysteem installeren. Deze premie staat bekend als een REG-premie. REG staat voor rationeel energieverbruik. De premie bedraagt 100 euro bij nieuwbouw en 150 euro bij bestaande woningen en

appartementen. Enkele voorwaarden om aanspraak te maken op deze premie zijn: • Er dient een alles-uit-knop aanwezig te zijn. • Er dient multizoneverwarming aanwezig te zijn. • Het verwarmingssysteem dient te beschikken over een stand-by stand. Deze 3 voorwaarden werden al eerder in dit hoofdstuk besproken. 3.1.6 Grootte orde van de besparingen Met een basis domoticasysteem wordt al een hele besparing merkbaar. Op vlak van verwarming wordt er een jaarlijkse besparing van 38% waargenomen. Op de verlichting wordt er 19% bespaard en op het verbruik van de randapparatuur 5%. Op het totale jaarlijkse verbuik bekomen we een besparing van 21% (Doolaege, A. ,2010). In geval dat het gezin een verbruik heeft van € 1700, komt dit overeen met een besparing van €357. De functies en mogelijkheden zijn echter zo groot dat er zeker meer te besparen valt. Er moet nog rekening gehouden worden met het verbruikvan het domoticasysteem zelf. Dit verbruik komt overeen met een bedrag van € 50 per jaar. Voor een basis Luxompakket betaal je 3400 euro. Dit is weliswaar zonder installatiekost en zonder BTW. Deze kost wordt dus in 11 jaar terugverdient. 3.2 Automatische zonwering Uit de analyse van het energieverbruik van een gezinswoning blijkt dat veel energie wordt omgezet naar warmte. Ook het koelen van gebouwen gaat gepaard met een groot energieverbruik. Vooral dit laatste is erg toegenomen door de hoge eisen aan thermisch comfort, het beter en meer isoleren van onze gebouwen en de verbetering van de isolerende eigenschappen van onze glassoorten Zonwering, rolluiken en zonneschermen inbegrepen, bieden op elk moment van het jaar een vermindering van de vraag naar energie. Zo zorgen rolluiken in de winter, wanneer er verwarmd moet worden, voor een extra isolatielaag in gesloten toestand. In de lente en zomer zorgt de zonwering op een gecontroleerde wijze voor het optimaal gebruik van de warmte van de zonnestralen. Door in de zomer op tijd de overmatige zonnestralen tegen te houden, vermindert de vraag naar energie voor het koelen van de woning. 3.2.1 Factoren die invloed hebben op het binnenklimaat Het binnenklimaat van een woning wordt bepaald door heel wat factoren. (Verozo, 2001) • De oriëntatie en constructie van de woning • De aanwezigheid van een structurele zonwering of primaire zonwering

5

• • • • • • • •

De aanwezigheid van buitenzonwering of secundaire zonwering De aanwezigheid van binnenzonwering of tertiare zonwering De kwaliteit en eigenschappen van het glas De oppervlakte van de vensteropening en dus de hoeveelheid glas De hellingshoek van de ramen Het volume van de ruimte De ventilatievoorziening De eventuele aanwezigheid van een airconditioning

Veel van deze factoren worden al bepaald bij de constructie van de woning. Van bij de constructie staat dus al gedeeltelijk vast hoeveel energie men zal moeten verbruiken en hoeveel energie er verloren zal gaan. Energiezuinige constructie van de woningen valt buiten dit werk. Dit hoofdstuk richt zich enkel op het regelen van de binnen- en buitenzonwering en de effecten hiervan op het klimaat in de woning Glas wordt al sinds de 15de eeuw gebruikt en is uitstekend om daglicht in de woning te laten binnendringen en tegelijkertijd bescherming te bieden tegen regen en wind. De eigenschappen van het glas kunnen gebruikt worden om de woning te verwarmen. Elk voorwerp straalt warmte uit, de golflengte echter hangt af van de temperatuur. De zon heeft een oppervlaktetemperatuur van 6000°C en heeft een elektromagnetische straling met korte golflengte. Het elektromagnetisch spectrum van de zon bestaat voor 55% uit zichtbaar licht , voor 42% uit kortgolvige infraroodstralen (IR) en voor de overige 3% uit ultraviolet (UV) licht. Andere voorwerpen die zich in ons huis bevinden hebben ongeveer een temperatuur van 20 °C, maar stralen IR uit met een langere golflengte. De kortgolvige stralingsenergie van de zon komt door het raam onze woning binnen. Deze straling wordt geabsorbeerd door de vloer, de muren en voorwerpen. Om temperatuurevenwicht na te streven stralen deze verwarmde objecten, samen met de muren en de vloer, op hun beurt warmte af. Maar deze straling wordt tegengehouden door het glas. Glas laat immers enkel kortgolvige straling door. De warmte stapelt zich zo op in de woning. Dit fenomeen heet het serre-effect of broeikaseffect en wordt in figuur 2 schematisch voorgesteld. Hierdoor kunnen we onze woning op een passieve manier, zonder energie te verbruiken, verwarmen en veel energie en geld besparen.

Figuur 2 Het serre-effect (saint-goblain glass, 2006)

3.2.2 Onderzoek Door het groot aantal factoren die een rol spelen bij het opwarmen van een woning, zijn berekeningen hieromtrent zeer complex. Hiervoor wordt dan ook gespecialiseerde software gebruikt. Een gratis software die hiervoor gebruikt kan worden is Parasol (www.parasol.se). Dit programma is zeer gebruiksvriendelijk en overzichtelijk, maar het is beperkt tot 1 ruimte met 1 raam erin. Een uitgebreider programma is Capsol gemaakt door Physibel (www.physibel.be). (Verozo, 2001) Met Capsol heeft het European Solar-Shading Organisation (ES-SO) een aantal situaties gesimuleerd om na te gaan wat de energievraagvermindering is door een automatische zonwering in Europa. Zoals eerder gezegd zijn er veel parameters nodig die in rekening gebracht moeten worden. Voor de minder belangrijke parameters zijn een veelvoorkomende vaste waarde genomen. Terwijl er andere parameters zijn die een significante invloed kunnen uitoefenen op het effect van de zonwering. Deze parameters zijn: • Aantal gevels • Orientatie van de woning • Gebruiksprofiel: dit zijn de eisen die de bewoner stelt. Dit onderzoek houdt ook rekening met een kantoorprofiel, waar enkel een comfortabel binnenklimaat nodig is van 9 uur tot 18 uur en maar 5 dagen in de week. Dit is voor dit werk minder belangrijk. Wij beperken ons immers tot een gezinswoning. • Glaskwaliteit • Luchtdoorlaatbaarheid: er wordt rekening gehouden met een zonwering met weinig luchtdoorlaatbaarheid. Dit zijn rolluiken, hierbij wordt de lucht gevangen genomen tussen het glas en de

6

rolluik. Zonweringen waarbij de lucht tussen het glas en de zonwering vrij kan bewegen staan bekend als zonneschermen. • Klimaattype : deze software beschikt over klimatologische data over onderstaande steden om klimaten die in Europa voorkomen, te simuleren : o Brussel vertegenwoordigt het gematigd zeeklimaat o Budapest vertegenwoordigt een landklimaat o Rome vertegenwoordigt het warmere zeeklimaat o Stockholm staat bekend voor haar koudere winters en lichtere zomers • Positie van de zonwering: De zonwering kan zich zowel binnen als buiten de woning bevinden. Bij de simulatie sluiten de zonneschermen en rolluiken wanneer er een stralingsenergie van minstens 150W/m² op het raam valt en het binnen warmer is dan 22 °C. De rolluiken sluiten ook wanneer de zon ondergaat. (Standaert, P. Dr.ir.,2005) 3.2.3 Resultaten In dit onderdeel worden de resultaten en conclusies van het ES-SO onderzoek meegedeeld . • Een automatische zonwering maakt een duur koelsysteem overbodig. • De rolluiken zorgen voor een daling van 10% op de verwarming. • Het effect van een automatische zonwering wordt groter naarmate de kamer kleiner wordt. • Interne of externe rolluiken hebben hetzelfde effect op de verwarmingsvraag. Externe zonwering en rolluiken hebben dan weer een groter effect op het koelen van de woning. • De thermische transmissie van een raam heeft alleen invloed op de vraag naar verwarming van een woning. Dit heeft dus alleen invloed op het afkoelen van het gebouw. Met een automatische zonwering zou men in ons klimaat 10kWh/m²a besparen (Standaert, P. Dr.ir.,2005). Deze ‘a’ in de eenheid staat voor een jaar. Een nieuwbouw woning heeft een verwarmingsvraag van 100kWh/m² a. We kunnen dus onze verwarmingsvraag reduceren met 10% . Met een verwarmingskost van €500/jaar zouden we 50 euro besparen.

4. Intelligente energiebesparingmogelijkheden met domotica: morgen Met de installatie van een domoticasysteem streeft men naar een “smart home”. Een smart home is een huis dat intelligent reageert op omgevingfactoren. Met

de evolutie naar een smart grid in het vooruitzicht, kan de domoticawereld een nog grotere rol spelen in het besparen van energie. Maar op deze evolutie zijn de huidige systemen nog niet uitgerust. Dit onderdeel bespreekt de besparingsmogelijkheden in een smart grid en bekijkt hoe domotica zich moet voorbereiden op de toekomst. Alhoewel er mensen van mening zijn dat de volgende materie niet onder de term “domotica” valt, zijn de volgende onderwerpen zeker doorgroeimogelijkheden voor de domoticasector om te streven naar een smart home. 4.1 Demand Side Management (DSM) Demand side management of DSM omvat eigenlijk elke actie die een verbuiker onderneemt om zijn energieverbruiksprofiel te veranderen. Dus ook elke maatregel die kan genomen worden om de vraag naar energie te verminderen hoort hierbij. DSM omvat: • Stijging van de energie efficiëntie door technische veranderingen die minder energie nodig hebben om dezelfde taak te vervullen; bv. het gebruik van spaarlampen, aankopen van huishoudtoestellen met een energiezuinig label, veranderen van de oudere lichtarmaturen,.. • Verbruiksvermindering door veranderingen in het gedrag van de verbruiker om minder energie te verspillen; bv. het uitschakelen van lichten als dit niet nodig is, de thermostaat niet laten opstaan als je op vakantie bent,.. • Stijging van het gebruik van groene alternatieven en groene stroom door het gebruiken van zonneboilers, zonnepanelen, micro-WKK,.. (IndEco Strategic Consulting Inc. ,2004) Bovenstaande maatregelen zorgen ervoor dat de verbruiker zowel geld als energie kan besparen. 4.1.1 Demand Response (DR) Een onderdeel van DSM is demand response (DR). DR heeft als doel de energiemarkt efficiënter te gaan gebruiken en de verbruikspieken te verwijderen of te verminderen. De verbruiker gaat zijn verbruik afstemmen of verminderen op economische factoren, namelijk de prijs van de energie of een signaal van de leverancier. DR heeft vooral een tijdelijke energiereductie of verbruiksverplaatsingen als gevolg. Terwijl andere bovenstaande maatregelen besparingen op lange termijn zijn. (U.S. Department of Energy, 2006) DR is niet alleen voordelig voor de verbruiker, ook de netbeheerder kan hierdoor zorgen voor een betrouwbaardere elektriciteitsvoorziening. Onderstaande figuur illustreert welk effect DR heeft op de productieprijs. We zien op figuur 3 dat met een kleine daling van de elektriciteitsvraag (Q) door aan DR te doen, we een grote vermindering in productieprijs en dus op de vraagprijs (P) krijgen. Dit

7

zorgt dan op zijn beurt voor een prijsreductie voor de klant in het algemeen. Verbruikspieken opvangen is, zoals af te leiden is op onderstaande figuur , zeer duur voor de producent.

Figuur 3 Invloed van DR op de elektriciteitprijs (U.S. Department of Energy, 2006)

We onderscheiden 2 soorten DR: Price-based response Price response verwijst naar situaties waarbij de verbruikers vrijwillig hun verbruik afstemmen op de de prijs. Zo vermijden ze hoge elektriciteitsprijzen en zorgen ze voor eeen reductie van de elektriciteitsvraag wanneer de algemene elektriciteitsvraag hoog is. Incentive-based demand response In incentive-based demand response, ook wel “demand bidding” of “load response” genoemd, wordt een electricteitsvermindering van grote verbruikers gekocht. De grote verbruikers worden gecompenseerd door de netbeheerder om tijdens piekmomenten hun verbruik te laten afnemen of over te schakelen op andere bronnen. Wanneer dit moet gebeuren wordt met een signaal naar de verbruiker overgebracht. Dit signaal wordt naar de verbruiker gestuurd met behulp van de intelligente teller. (U.S. Department of Energy, 2006)

4.2 Energy Management System (EMS) Een Energy Management System of energiebeheersysteem is een softwarepakket gecombineerd met bepaalde hardware die op een automatische wijze aan DR doet. Afhankelijk van de fabrikant vervullen deze systemen bepaalde taken. De systemen die voor onze woning belangrijk zijn, zorgen voor het monitoren, rapporteren en beheren van het verbruik. Een EMS specifiek voor een woning gebruiken wordt een “home energy management system” (HEMS) genoemd.

4.2.1 Functies Monitoren Onderzoek heeft aangetoond dat mensen sensibiliseren over hun gebruik, leidt tot energiebesparingen. Het monitoren van het gebruik leidt dus op zich al tot een besparing op de energiefactuur. Een taak van het EMS is het verbruik in het huis aan de gebruiker aan te bieden. Dit kan door het ogenblikkelijk verbruik, samen met het overeenkomstig verbruik uitgedrukt in euros weer te geven op een display. Een andere manier om te sensibiliseren is door gebruik te maken van grafieken die een overzicht geven over hoeveel kWh uurlijks, dagelijks, wekelijks, maandelijks of jaarlijks verbruikt werd. Door dit verbruik weer om te rekenen naar euros zal de verbruiker een beter beeld en verbruiksbesef krijgen. Door deze waarden en grafieken te vergelijken met eerder verkregen data en grafieken, kan de verbruiker nagaan of zijn daden effectief energiebesparend hebben gewerkt. Ook door zijn verbruiksprofiel aandachtig te bestuderen kan hij grote verbruikers opsporen. Door bijvoorbeeld een defect aan de koelkast kan het verbruik plots sterk stijgen en zo’n verandering is in het verbruiksprofiel zeker waar te nemen. Zo wordt men sneller bewust van defecte apparaten en gaat men sneller de nodige maatregelen treffen om deze verhoging van het verbruik terug te schroeven. We kunnen het monitoren van het verbruik nog verfijnen. In plaats van een beeld te geven over het algemene verbruik kunnen we de eerder vermelde monitorfunctionaliteiten aanbieden , maar dan met het verbruik onderverdeeld per sector of toestel. Dit kunnen we verwezenlijken door gebruik te maken van “smart plugs”. Zo krijgen we een gedetailleerd beeld van het verbruik per toestel.

Rapporteren Een andere functie van het EMS is aan de verbruiker rapporteren. De verbruiker kan immers doelstellingen in het EMS ingeven. Zo kan de verbruiker aangeven dat hij bijvoorbeeld 15% energie wilt besparen tov de voorbije dag, week, maand of jaar. In functie van de tijd kan het systeem dan nagaan of deze doelstelling kan gehaald worden of, indien dit nodig is, de gebruiker informeren dat er meer besparingsacties moeten ondernomen worden. De gebruiker zou ook een bedrag kunnen voorstellen dat de gebruiker maximaal op dagelijks, weekelijks, maandelijks of jaarlijks vlak wilt verbruiken. Het al dan niet halen van deze doelstelling wordt dan aan de verbruiker gemeld. De rapporteringsengine maakt het mogelijk gedetailleerde energieanalyses, prognoses en planningen te maken.

8

Besturen De besturingsfunctie is eigenlijk de belangrijkste taak van het systeem. Hiermee wordt een automatische besparing gerealiseerd. Dit gebeurt door het systeem te laten reageren op hoge energieprijzen. Zo kan de thermostaat automatisch een paar graden lager schakelen als de energieprijzen hoog zijn. Of het systeem kan ervoor zorgen dat je tijdens piekperiodes je elektrische auto niet kan opladen of je droogkast niet kan gebruiken,.. Een andere mogelijkheid is reageren op signalen die verwijzen naar een ongehaalde doelstelling. Als we, als verbruiker, een bepaalde doelstelling voor ogen hebben en deze wordt niet gehaald kan het systeem hierop reageren. Het instellen van een maximaal dagelijks budget of verbruik is een mogelijke doelstelling. Het automatisch onbruikbaar maken van droogkast, wasmachine of dergelijke is een actie die dan kan ondernomen worden om te verkomen dat er nog meer verbruikt wordt evenals een automatische daling van de thermostaat op dat moment. Het is ook mogelijk bepaalde parameters voor een last of bron in te stellen of uit te lezen. Met het EMS kunnen verbruikers zoals batterijen, koelelementen, verwerkt worden. Enkele parameters voor een last kunnen zijn: maximum uitgeschakelde tijd, mimimum ingeschakelde tijd, verbruikte energie, nodige en huidige laadtijd. Minimum ingeschakelde tijd is een handige parameter om de schakelfrekwentie van een toestel te beperken om zo de levensduur van het toestel te verlengen. Dit kan handig zijn bij een batterij. De nodige laadtijd bepaalt wanneer deze batterij opgeladen is. De maximum uitgeschakelde tijd kan dan weer handig zijn bij een koelelement, om te voorkomen dat de temperatuur te hoog wordt. Bronnen die we in ons EMS kunnen verwerken zijn zonnepanelen, windturbines, micro-WKK, batterijen en het net. Elk van deze bronnen moet ook gekoppeld zijn aan enkele parameters om zo een goede schakeling van het EMS mogelijk te maken. Bij bronnen is natuurlijk het geleverd vermogen belangrijk. Bijvoorbeeld bij zonnepanelen en windturbines is enkel dit belangrijk omdat het EMS maximaal gebruik moet maken van deze gratis energie. Bij batterijen, als bron bekeken, is de capaciteit nog een belangrijke parameter. Bij een Micro-wkk is het opgewekt vermogen min of meer instelbaar aangezien deze afhankelijk is van de warmte die het moet produceren. De belangrijkste parameter die met het net samenhangt is de prijs. Zo zouden we de maximum prijs waaraan we energie willen kopen van het net instellen als een bijkomde parameter. Of we kunnen een maximum vermogen aan deze maximum prijs koppelen. Een parameter “netonafhankelijk” maakt dan weer mogelijk om te verbruiken zonder energie uit het net te halen en enkel andere bronnen te gebruiken of enkel energie uit het

net te halen wanneer we te weinig energie uit onze bronnen halen om onze opgestelde taken uit te voeren. Het systeem zou ook gebruik kunnen maken van prioriteiten. We verbinden een prioriteit aan elke last. Het systeem levert dan, afhankelijk van de beschikbare energie, het toestel met de hoogste prioriteit het eerste stroom. Dit is interessant wanneer men geen gebruik wilt maken van het net. De besturing van een EMS gebeurt enkel met behulp van relais. Het EMS is een intelligent systeem door het intelligent sturen van de relais. (Gerits J. , 2010) 4.2.2 Hoe huidige luxom domoticasysteem aanpassen naar een HEMS Het besturen is de nieuwste taak van een EMS. Vroeger ging het enkel om de monitoring en de rapportering. Bij de meeste EMS zit deze functie nog niet geïntegreerd. Maar het besturen is eigenlijk de taak die de domoticasystemen al jaren uitvoeren. De domoticasystemen van vandaag reageren op weersomstandigheden, tijd, drukknoppen,.. Terwijl een EMS reageert en bestuurt in functie van de energieprijs. Het is natuurlijk niet vanzelfsprekend om al de functies van een EMS, die in het vorige deel beschreven staan, in het huidige softwarepakket van Luxom te integreren om een HEMS te bekomen. Maar door enkele eenvoudige aanpassingen kunnen we toch een degelijke HEMS bekomen. Door in het huidige pakket een nieuwe parameter toe te voegen, namelijk de energieprijs, zal het systeem al veel van bovenstaande functies kunnen vervullen. Wat nu nog onbreekt is de monitoring- en rapporteringsfunctie. Dit kunnen we opvullen door gebruik te maken van Enymate (www.enymate.nl) of gelijkaardige producten. Door enkel een paar sensoren te plaatsen kunnen we heel eenvoudig gas -, electrciteit- en waterverbruik monitoren en een deel van de rapporteringsfunctie opvullen. Nog beter zou zijn dat de sofware van Enymate en de functionaliteiten van Luxom met elkaar kunnen communiceren om zo nog meer functies mogelijk te maken, zoals het reageren op bepaalde doelstellingen. Dit werd bij het gedeelte over de besturingsfunctie al toegelicht. Om het monitoren van het verbruik gedetailleerder te maken kunnen we gebruik maken van smart plugs. Deze smart plugs worden tussen het stopcontact en de stekker van het toestel geplaats. Ze sturen het verbruik van elk toestel door naar de hiervoor ontworpen software. Een voorbeeld van dergelijk systeem is Plugwise (www.plugwise.com). De beste optie is echter gebruik maken van relaismodules die het verbruik doorsturen naar de daarvoor ontworpen software. Deze relaismodules zijn onzichtbaar voor de gebruiker en geven toch een gedetailleerd beeld weer van het elektriciteitsverbruik.

9

4.2.3 Fabrikanten Energie en alles wat hier bijhoort is vandaag booming business. Zo bespelen Microsoft met Hohm en Google met zijn Google Powermeter de markt ook al. Deze producten beperken zich echter tot het monitoren en gedeeltelijk rapporteren van het energiegebruik. Het opvragen van gegevens gebeurt door middel van webapplicaties. Fabrikanten van HEMS • Intel Home Energy Management software • Cisco • AlertMe • EcoFactor • Integral Analytics • CustomerIQ • OPOWER • Sequentric Fabrikanten van industriële EMS: • Energy studio manager van Elcontrol • Landisgyr Gridstream • Symatic Powerrate 4.3 Het gebruik van Intelligente toestellen in een gezinswoning Intelligente toestellen zijn toestellen die bij dure vraagprijzen pas energie vragen als dit echt nodig zou zijn. Ze zijn in staat efficiënt gebruik te maken van goedkope elektriciteitsprijzen om hun taak uit te voeren. In de toekomst komen deze toestellen op de markt en kan de domotica producent hierop inspelen. 4.3.1 Types Intelligente toestellen We onderscheiden een aantal soorten toestellen op basis van hun intelligentiemogelijkheden. • De eerste soort toestellen heeft geen intelligentiemogelijkheden. Het is overbodig om bij deze toestellen een sturing te voorzien. Het verbruik of de werking is onafhankelijk van de vraagprijs. Deze toestellen moeten meteen werken op het moment dat de verbruiker dit vraagt. Tot deze categorie behoort de verlichting, de computer, het elektrisch fornuis,.. Bij dit type rekenen we ook zonne-en windenergie. We kunnen deze vormen van energie niet regelen of sturen in functie van de prijs. We moeten deze bronnen gebruiken wanneer ze energie leveren. • Het tweede type kenmerkt zich door de vrijheid om het startmoment van het toestel te kiezen. Enkel het startmoment wordt in functie van de vraagprijs bepaald. Eenmaal het toestel aan zijn taak begonnen is werkt het zijn taak af, onafhankelijk van de elektriciteitsprijs. We laten dit type natuurlijk best starten in de periode wanneer de prijs laag is. We kunnen de tijd dat de werking van het toestel kan uitgesteld worden, bv 10 uur, instellen met een parameter. Voorbeelden hiervan zijn de droogkast, de wasmachine en de afwasmachine.

• De derde soort toestellen maakt gebruik van een buffer. Meestal is dit een thermische buffer. Afhankelijk van de buffer en de vraagprijs kan bepaald worden of het aanslaan van dit toestel meteen nodig is of nog even kan uitgesteld worden. Bij deze categorie rekenen we de koelkast, de diepvriezer, de boiler en de verwarming met behulp van een MicroWKK. Conventionele toestellen van dit type hebben een aan-uitregeling tussen de minimum- en maximumtemperatuur. Bij de intelligente variant gebeurt de regeling op basis van de temperatuur en de elektrische vraagprijs. • De laatste mogelijkheid is dat het toestel beschikt over een elektrische oplaadcapaciteit. Op deze manier kunnen we elektriciteit opslaan op het moment dat de prijs laag is en weer verkopen op het moment dat de prijs hoog is( Versmissen, B. & Lievens, P. , 2010). Momenteel zijn er zware onderhandelingen bezig, onder andere met het bedrijf Siemens, over de productie van deze intelligente toestellen. 4.3.2 Powermatcher De powermatcher zorgt voor de sturing van deze verschillende intelligente toestellen. Deze software zoekt naar een evenwicht tussen elektriciteitsproductie en –consumptie. Deze software regelt welke toestellen er moeten aanspringen en wanneer. Om de software te gebruiken is het noodzakelijk dat er in de toestellen zelf intelligentie zit. De vraag naar elektriciteit wordt met behulp van de powermatcher afgestemd op de hoeveelheid beschikbare elektriciteit. De beschikbare energie hangt samen met de prijs.Is er veel energie beschikbaar is de prijs laag. De consument bepaalt per toestel hoeveel elektriciteit hij wil afnemen aan welke prijs. De som van al deze toestellen kan uitgezet worden in een curve, de vraagcurve. De consument gaat logischerwijze kiezen om veel te gebruiken wanneer de prijs laag is en omgekeerd. De producent echter gaat zijn prijs afstemmen op het vermogen dat hij moet leveren aan het net. Dit wordt beschouwd als de aanbodcurve. De bedoeling van de powermatcher is het snijpunt van deze twee curven te vinden. Op dit snijpunt is de markt in evenwicht. De curven zullen natuurlijk veranderen in de tijd. Deze software zorgt ervoor dat dit snijpunt steeds gevolgd wordt. Omdat dit werk zich toespitst op een gezinswoning wordt het nut van de powermatcher beperkt. Een gezin gaat geen grote invloed hebben op de prijs van de markt. Deze powermatcher komt pas volledig tot zijn recht als we spreken over het intelligent sturen van woonwijken of een andere grote verzameling verbruikers, die samen meer invloed uitoefenen op de elektriciteitsvraag en de vraagprijs. ( Versmissen, B. & Lievens, P. , 2010)

10

4.3.3 Intelligentie in de toestellen Om een goede communicatie tot stand te brengen tussen een powermatcher en toestellen is er ook intelligentie nodig in het toestel zelf. Die intelligentie wordt bereikt met een software, beter bekend als “agent”. Deze agent stuurt een biedingscurve naar de powermatcher. De biedingscurve geeft het vermogen dat een toestel zou kopen in functie van de prijs die het bereid is ervoor te betalen. Aan de hand van deze prijs wordt, met behulp van de powermatcher, bepaald of het toestel al dan niet zal aanspringen. Biedingscurve Als de vraagprijs hoger ligt dan de maximumprijs aangegeven op de biedingscurve zal het toestel geen actie ondernemen of stoppen met zijn taak. Dit wordt duidelijk gemaakt door de powermatcher, die een “0” signaal naar het toestel doorstuurt. Een startsein wordt gegeven door een 1 of -1 door te sturen naar een toestel. Het 1 signaal wordt gestuurd naar gewone verbruikers. Het -1 signaal echter wordt gestuurd naar toestellen die een negatief verbruik hebben en dus energie leveren. Dit kan gaan om bijvoorbeeld een micro-WKK of een batterij. Figuur 4 geeft een voorbeeld van een biedingscurve weer voor een toestel waarbij we het startmoment intelligent kunnen kiezen. Dit is nu de biedingscurve van een afwasmachine, maar dit had even goed die van een droogkast of wasmachine kunnen zijn. We zien op de figuur dat het startmoment 10 uur kan uitgesteld worden. Tijdens deze 10 uur gaat de afwasmachine proberen te starten bij een prijs die lager of gelijk is aan de prijs die evenredig is gesteld met de wachttijd. Als deze prijs niet gehaald wordt in deze periode gaat de afwasmachine op gelijk welke prijs (tot 5€/kWh) starten.

Figuur 4 Biedingscurve Afwasmachine (Versmissen B. & Lievens P. , 2010)

De volgende figuur geeft een biedingsstrategie weer van een toestel met externe buffer. In dit geval een koelkast. Deze biedingsstrategie is gelijkaardig aan het vorige voorbeeld. Het enige verschil is dat er nu rekening wordt gehouden met de temperatuur in de frigo in plaats van met de wachttijd.

Figuur 5 Voorbeeld van een biedingsstrategie van een koelkast (Versmissen B. & Lievens P. , 2010)

De volgende figuur geeft de biedingsstrategie weer van een intelligente batterij. Aangezien deze batterij intelligent kan ontladen en opladen heeft deze 2 biedingscurves. Als de elektriciteitsprijs hoger of gelijk is aan de waarde op de curve voor ontladen, en dit rekening houdend met de ladingstoestand van de batterij, zal de batterij ontladen. Als de elektriciteitsprijs lager of gelijk is aan de waarde van de curve voor het opladen van de batterij, opnieuw rekening houdend met de ladingstoestand, zal de batterij opladen. Wanneer de prijs buiten de twee vorige gevallen ligt zal de batterij niets doen.

Figuur 6 Voorbeeld biedingsstrategie van een batterij (Versmissen B. & Lievens P. ,2010)

Biedingscurven bij Dag/Nachttarrief Hierboven worden er biedingscurves voorgesteld voor het geval de vraagprijs zeer onzeker is en voortdurend fluctueert. Als we een biedingscurve willen opstellen voor een dag/nachttarief is dit veel eenvoudiger. We weten immers dat nachttarief het laagste tarief en het dagtarief het hoogste is. Dus kan men het toestel zolang mogelijk trachten te laten werken op nachttarief totdat de grens is bereikt. Op dat moment zal het toestel aanslaan op het dagtarief. Optimale biedingscurve Biedingscurves kunnen allerlei vormen aannemen. We nemen terug het voorbeeld van een wasmachine. Zo kunnen er mensen zijn die verlangen dat de prijs evenredig stijgt met de wachttijd om tegen het einde van de wachttijd ongeveer aan de maximumprijs in werking te treden. Maar er kunnen ook meer speculatieve mensen zijn die zolang mogelijk willen

11

dat hun wasmachine in werking treedt bij een zeer lage prijs om dan vervolgens de volle pot te betalen als de ingestelde wachttijd verstreken is. Beide strategieën zullen een verschillende besparing teweeg brengen. Om een maximale besparing teweeg te brengen probeert men een optimale biedingscurve op te stellen. Dit gebeurt door het toepassen van een specifieke methode, genaamd het dynamisch programmeren. Dit is mogelijk door gebruik te maken van historische data over de prijzen en hun evolutie. 4.3.4 Resultaten onderzoek Het VITO (Vlaamse instelling voor technologisch onderzoek in Mol) heeft een onderzoek gedaan naar het gebruik van deze intelligente toestellen in een gezinswoning. Uit deze studie blijkt dat bij een stijging aan conventionele toestellen, de gemiddelde prijs/kWh min of meer constant blijft, terwijl bij een toename van het gebruik van intelligente toestellen bij een fluctuerend nettarief de gemiddelde prijs/kWh zal dalen. Elk intelligent toestel dat er bij komt zou een besparing van 2% teweeg brengen op de gemiddelde prijs/kWh. Deze lineaire relatie kan enkel opgaan als de fractie intelligente toestellen klein is. Het gebruik van 8 intelligente toestellen komt overeen met een besparing van 20% t.o.v. het gebruik van 8 conventionele toestellen. Als het verbruik van 8 conventionele toestellen op jaarbasis ongeveer 600 euro zou kosten, zou dit met intelligente varianten 480 euro zijn. Wat overeenkomt met een besparing van 120 euro. Maar eigenlijk kan deze besparing hoger liggen omdat er bij de simulaties nog geen gebruik werd gemaakt van de optimale biedingscurve, die moeilijk op te stellen is. Als we deze intelligente toestellen gaan gebruiken in ons hedendaags dag/nachttarief zouden 8 toestellen zelfs zorgen voor een besparing van 40%. Dit zou onze factuur van 600 euro op jaarbasis terugbrengen naar 360 euro. De reden dat deze besparing zo hoog ligt is dat hier de optimale biedingscurve eenvoudig te bepalen is. Bij deze cijfers moet ook rekening gehouden worden met het feit dat tussen deze intelligente toestellen zich ook toestellen bevinden die energie aan het net leveren op momenten dat de prijs hoog is. Een ander resultaat uit dit onderzoek is dat we door het aanpassen van de parameters nog meer kunnen besparen, hetgeen eigenlijk logisch is. Als voorbeeld nemen we terug onze wasmachine. Hoe langer we de wachttijd instellen, hoe meer kans we hebben dat de prijs gaat dalen. Hoe langer we dus de wachttijd instellen, hoe kleiner de gemiddelde prijs/kWh wordt. Dit geldt ook voor intelligente toestellen met een externe buffer, waar we minimumen maximumtemperatuur kunnen veranderen. Deze verandering van parameters kan echter wel leiden tot ongemak bij de gebruiker van het toestel.

4.4 Doorgroeimogelijkheden voor de domoticasector De komst van intelligente toestellen brengt mogelijkheden met zich mee voor de domoticasector. Het domoticasysteem kan de rol van de powermatcher vervullen: biedingen van intelligente toestellen vergelijken met de huidige elektriciteitsprijs en ,afhankelijk van de bieding en de vraagprijs, een startof stopsignaal naar het toestel sturen. Een andere interessante mogelijkheid is in te spelen op de overgangsperiode naar deze intelligente toestellen. De mensen de mogelijkheid bieden om een conventioneel toestel om te vormen naar een intelligent toestel. Dit door een externe agent aan het toestel te koppelen en zo toch voor een intelligente sturing van het conventionele toestel te zorgen. 5. Besparing op elektrisch koken – gebruik van batterijen Ik heb mij de vraag gesteld of in de toekomst het elektrisch koken met de hulp van batterijen kan zorgen voor een significante besparing op de elektriciteitsfactuur. Dit heb ik dan ook via enkele metingen en berekeningen willen verifiëren. 5.1 Motivatie Afvlakken van de verbruikspieken Het moment waarop iedereen begint te koken ligt min of meer vast. Sommige gezinnen koken rond de middag, anderen eerder ’s avonds. Dit zijn dan ook de hoogste verbruikspieken van de dag. Vandaag, met het dag - en nachttarief, maakt het niet uit wanneer je overdag kookt: tijdens de pieken of tijdens de dalen, het tarief blijft hetzelfde. Maar de komst van een smart grid en een realtime elektriciteitstarief zal zorgen dat het elektriciteitstarief tijdens deze periodes het hoogst is.. Het elektrisch fornuis is een toestel zonder intelligentiemogelijkheden zoals licht, het moet immers aanspringen wanneer we dat verlangen. Om deze dagelijkse hoge verbruikskost (gedeeltelijk) op te vangen kunnen we gebruik maken van batterijen. Deze batterijen kunnen we ’s nachts, wanneer de tarieven laag zijn, opladen. Deze opgeslagen energie wordt bij het gebruik van het elektrisch fornuis, wanneer de tarieven hoog zijn, terug uit de batterij gehaald. Als onze gezinswoning beschikt over een eigen elektriciteitsbron, zonnepanelen of een windturbine, kan de batterij natuurlijk opgeladen worden met deze gratis energie. Een gezinswoning verbruikt overdag (8uur-17uur) niet veel energie, dus als er een zonnepaneel aanwezig is , kan deze perfect dienen om een batterij op te laden.

12

5.2 Batterijen Batterijen worden de komende jaren steeds belangrijker. Niet alleen met de komst van de elektrische wagen, maar ook door de toename van hernieuwbare energie. Deze vorm van energie zoals wind- en zonne-energie zijn onvoorspelbaar. Zo kan het zonnepaneel op ons dak overdag veel elektriciteit produceren, maar als er niemand thuis is kunnen we hier geen gebruik van maken. Door gebruik te maken van batterijen kunnen we deze energie opslaan en verbruiken wanneer we ze nodig hebben. In appendix A worden de verschillende soorten batterijen beschreven met hun voor- en nadelen. De batterij van de toekomst voor de elektrische wagen is de Li-ion batterijen. Deze batterij heeft al een grote energiedichtheid en er wordt nog een sterke groei verwacht. Dit zorgt ervoor dat de batterijen langer meegaan en compacter zijn dan andere batterijen. De prijs van deze batterij is echter nog hoog, maar er wordt een daling van 50% verwacht tegen 2020 (Dinger A. & co (Boston consulting group ),2010). Maar deze batterijen kunnen niet goed tegen diepontlading. Daarom worden ze best ontladen tot

20% om hun levensduur te verlengen. Voor mijn berekeningen heb ik de batterij van een Peugeot Ion genomen. Voor verdere specificaties over deze batterij verwijs ik naar 5.3.2 .

5.3 Methode Dit hoofdstuk beschrijft hoe ik elk onderdeel dat ik in mijn berekeningen gebruik, bereken of benader. 5.3.1 Inductie koken Omdat koken met een inductiefornuis vandaag in de lift zit, gebruik ik deze kookvorm om een kookprofiel van een gemiddelde maaltijd op te stellen. Inductiekookplaten zijn erg geliefd omdat ze zuiniger zijn dan andere elektrische kookvormen en omdat ze sneller en efficienter werken. De nadelen zijn echter de aankoop van deze kookplaten zeer duur is en dat hiervoor aparte pannen nodig zijn . Op figuur 7 is het kookprofiel afgebeeld dat voor de berekeningen is gebruikt. Dit profiel geeft het ogenblikkelijk verbruik weer in functie van de tijd van een gemiddeld gerecht. Hier gaat het om aardappelen met spinazie en vissticks.

Kookprofiel

kW

Komst van de elektrische wagen Een andere reden waarom het gebruik van batterijen interessant lijkt bij het elektrisch koken heeft te maken met de komst van de elektrische wagen. De elektrische wagen is aan een opmars bezig en zal in de toekomst zeker een groot aandeel hebben in onze automarkt. Deze wagens rijden op batterijen. Deze batterijen worden, zoals hierboven beschreven, best opgeladen bij lage tarieven of met behulp van zonnepanelen of dergelijke. Het verschil met de hedendaagse auto is dat de elektrische auto niet gebruikt wordt om grote afstanden af te leggen. In de week wordt deze auto enkel gebruikt om van en naar het werk te rijden en eventueel om de kinderen van en naar school te brengen. Afhankelijk van de afstanden die dagelijks gereden worden, blijft de batterij bij thuiskomst nog voor een deel opgeladen. 90% van de dagelijkse verplaatsingen zijn namelijk minder dan 60km (Peugeot,2010). Momenteel hebben deze batterijen een grotere opslagcapaciteit dan andere batterijen. Maar in de komende jaren worden op dit vlak grote verbeteringen verwacht. Door een grotere capaciteit blijft er meer energie over om te gebruiken bij het koken. Hierbij komt nog dat er, door de opmars van de elektrische auto, nood is aan elektrische oplaadpalen. Deze oplaadpalen zouden ook op de parkings van werkgevers komen te staan. Zo kan men ervoor zorgen dat men tijdens het werk de batterij van de elektrische wagen kan opladen om dan weer meer energie over te houden bij het thuiskomen. Vandaag kan dit reeds gratis in Nederland op sommige parkings van de McDonalds- keten.

5 4,5 4 3,5 3 2,5 2 1,5 1 0,5 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 Minuten

Figuur 7 Kookprofiel : Ogenblikkelijk verbruik in kW in functie van de tijd in minuten

Het totale verbruik van dit kookproces komt neer op 0,882 kWh. Het toestel dat gebruikt is om dit kookprofiel op te stellen is een EH975SK31E Inductiekookplaat van Siemens. 5.3. 2 Belpex prijzen Om een realtime prijstarief te verkrijgen maak ik gebruik van tarieven van de Belpex. De Belpex is een Belgische beurs waarop grote volumes elektriciteit verhandeld worden. Dit is een “day-ahead“ markt en de elektriciteit wordt dus een dag op voorhand verhandeld.

13

Om realistische prijzen te verkrijgen moeten deze prijzen aangepast worden. Dit doe ik door het gemiddelde van het huidige dag/nachttarief te laten overeenkomen met het gemiddelde van de Belpex prijzen. De prijzen van het dag/nachttarief zijn gebaseerd op mijn persoonlijke elektriciteitsfactuur, regio Zaventem. Eerst neem ik de gemiddelde Belpex prijs per uur van heel het jaar 2007. Dit gemiddelde deel ik door een constante factor om tot een bruikbaar tarief te komen. De evolutie van de bekomen prijzen wordt voorgesteld op figuur 8.

Belpex Tarieven 12 Eurocent/kWh

10 8 6 4 2 0 1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 uur Figuur 8 Het Belpex Tarief in Eurocent/kWh in functie van de tijd in uur

Op deze figuur zijn duidelijke pieken te merken rond het tijdstip van koken. 5.3.2 Batterij Voor de berekeningen nemen we een Li-ion batterij van de Peugeot ion. De Li-ion batterij werkt op de mangaanoxidetechnologie (LiMn2O4) en bevat een nominale spanning van 330V en een capaciteit van 50Ah. Het betreft dus een batterij van 16,5kWh. Deze batterij laadt op het gewone net volledig op in 6 uur en heeft een rijcapaciteit van ongeveer 150km per herlaadbeurt (Peugeot, 2010). In de berekeningen wordt verondersteld dat de auto opgeladen moet zijn tegen 7 uur ’s morgends. We beginnen daarom de batterij pas op te laden vanaf 1 uur ’s nachts. Het ontladen van de batterij gebeurt best tot aan een ladingstoestand van 20%. Dit verlengt de levensduur van de batterij omdat diepontlading destructieve gevolgen heeft voor li-ion batterijen. 5.3.3 Verliezen Het vermogen dat uit de batterij gehaald wordt op het kookmoment, dient ’s nachts eerst uit het net gehaald te worden. Dit proces gaat echter gepaard met verliezen. Het eerste verlies treedt op in de transformatie van AC (230V) naar DC (hier 330V) om de batterij op te laden. Dit verlies wordt op 5% geschat.

Het volgende verlies is het vermogen dat verloren gaat bij het opladen van de batterij. De batterij slaat immers niet al het vermogen op. Dit wordt geschat op 2,5%. Hetzelfde geldt voor de ontlading van de batterij. De batterij heeft ook een zeker verlies bij het ontladen. Dit verlies wordt ook geschat op een 2,5% Het laatste verlies treedt weer op bij de transformatie, nu van DC naar AC. Het verlies wordt hiervoor op een 5% geschat. Er is dus 15% meer energie nodig dan dat we uiteindelijk gaan gebruiken voor het koken. 5.3.4 Simulink model In appendix B is een afbeelding van een simulink model dat ik gemaakt heb. Aanvankelijk had ik een heel uitgebreid model in gedachte maar door onvoldoende kennis en een gebrek aan tijd is het nut van het simulink model beperkt gebleven. Om dit simulink model te maken heb ik een batterij genomen uit de standaard bibliotheek van Simulink. Deze batterij heb ik op een variabele stroombron aangesloten die als verbruiker geschakeld staat. Aan de hand van het kookprofiel wordt de stroom van de variabele stroombron in functie van de tijd gestuurd. Met dit model heb ik bepaald welke ladingsgraad minimum nodig is zodat het vermogen voor ons kookprofiel uit de batterij kan gehaald worden. 5.3.5 Berekeningen De methode achter mijn berekeningen die geleid heeft tot degelijke resultaten wordt hier onder de loep genomen. Eerst heb ik per kookuur berekend hoeveel het kost om het nodige kookvermorgen (hier 0,882 kWh) uit het net te halen. Dit werd berekend met behulp van de Belpex tarieven. De periodes die als kookuur worden beschouwd zijn voor ’s middags 11-12uur, 12-13uur en 13-14 uur en voor ‘s avonds 17-18uu, 18-19uu,1920uur. Daarnaast heb ik berekend hoeveel het ’s nachts kost per uur om onze batterij op te laden m.b.v. het net. De hoeveelheid vermogen waarmee de batterij oplaadt komt overeen met het nodige kookvermogen, maar hier worden de verliezen van 5.3.3 in rekening gebracht. De uren die gebruikt worden om op te laden zijn deze van 1 tot 7 uur ‘s morgends, omdat de batterij 6 uur nodig heeft om volledig op te laden. Dan heb ik de kost van elk kookuur met de kost van elk laaduur vergeleken en berekend hoeveel % men bespaart. Deze besparing geeft bv. weer hoeveel het bespaart door om 1uur op te laden en te koken om 13. Zo wordt elk kook –en laaduur met elkaar vergeleken. Als laatste heb ik het gemiddelde genomen van de besparingen bij elk kookuur. 5.4 Resultaten Als het kookprofiel in een simulinkmodel ingevoerd wordt, is duidelijk te zien dat de batterij minstens een

14

25 20 15 10 5 0

Besparingsgrafiek

11

70%

12

13

17

18

19

Tijd (uur)

60% % %beparen

Jaarlijkse Besparingsgrafiek

Besparing (Euro)

ladingsgraad moet hebben van 26% om het nodige vermogen om te koken, te leveren. Rekening houdend dat we de batterij niet verder willen ontladen dan 20%. Wanneer hetzelfde verbruik uit de batterij van een Toyota prius dient gehaald te worden, moet deze minstens voor 86% geladen zijn. De batterij van een prius is natuurlijk kleiner omdat dit een hybride wagen is. Ze heeft een nominaal spanning van 201,6 V en een nominale capaciteit van 6,5Ah. Figuur 10 geeft de gemiddelde besparingsgrafiek weer. Hierop is af te lezen dat er het meest te besparen

Figuur 10 Jaarlijkse Besparingsgrafiek: Besparing in euro in functie van de tijd

50% 40% 30% 20% 10% 0% 11

12

13

17

18

19

tijd (uur) Figuur 9 Besparingsgrafiek: % besparing in functie van het kookmoment (uur)

valt als men kookt vanaf 19uur, namelijk een gemiddelde van 63%. Dit is logisch. De elektriciteitsprijs is tijdens die periode het hoogst. Een absolute piekbesparing valt op te merken als we de batterij laden tijdens de goedkoopste periode, namelijk tussen 5 en 6, om dan te gebruiken tussen 19 en 20 uur. Deze piekbesparing bedraagt 72%. Algemeen kunnen we 55% besparen door gebruik te maken van batterijen. Figuur 10 geeft aan hoeveel er gemiddeld te besparen valt, uitgedrukt in euro.

Algemeen geldt er ‘s middags een jaarlijkse gemiddelde besparing van € 14,3 en ’s avonds van € 15 door met batterijen te koken. Bovenstaande waardes gelden als we deze batterij opladen met behulp van het net. Er kan ook gebruikt gemaakt worden van een gerecycleerde batterij die te zwak is geworden voor een elektrische wagen en overdag kan opladen. Door deze batterij op te laden met gratis energie, zoals zonne- en windenergie, valt er jaarlijks gemiddeld €26 te besparen. Dit komt overeen met de prijs die men betaalt onder het Belpex tarief zonder gebruik te maken van een batterij. Conclusie Uit deze resultaten blijkt dat er wel degelijk veel geld te besparen valt door gebruik te maken van batterijen. Als er gebruik gemaakt wordt van een elektrische wagen zoals hier verondersteld wordt, is vooral opvallend dat er nog marge is om meer te gaan besparen. En vooral dat er nog veel marge is om andere toestellen, buiten de kookplaten, te voorzien van vermogen. Dit leid ik af uit het feit dat de batterij van de Peugeot ion maar voor 27% opgeladen hoeft te zijn om ons van kookvermogen te voorzien. Afhankelijk van het dagelijkse rijgedrag zijn er dus nog veel besparingsmogelijkheden. Er is echter één opmerking dat hierbij gemaakt moet worden. Wanneer de elektrische wagen zeer populair is en in groten getale aanwezig is in ons straatbeeld, moet er rekening mee gehouden worden dat deze ’s nachts moeten opladen. Deze grote toename in het nachtelijk elektriciteitsverbruik zal leiden tot een toename van de nachtelijke elektriciteitsprijzen.

15

6. Besluit Domoticasystemen zijn naast luxe ook een manier om energie en vooral geld te besparen. Dit werk bespreekt de besparingsmogelijkheden die er bestaan in alledaagse gezinswoningen. In de huidige domoticasystemen is het mogelijk om heel wat energie te besparen. Zo kan men door eenvoudige instellingen zorgen voor ongeveer een besparing van 21% . Daarnaast wordt door een zonwering automatisch te sturen 10kWh/m² per jaar bespaard. Dit komt voor een nieuwbouwwoning neer op een besparing van 10%. De komst van een smart grid en een realtime pricing biedt voor de domoticasector uitbreidingsmogelijkheden. Door huidige domoticasystemen om te vormen naar een HEMS (home energy management system) wordt het mogelijk het huis te sturen in functie van de elektriciteitsprijs en zo aan ‘demand respons’ te doen. De komst van intelligente toestellen zorgt weer voor een andere taak: het domoticasysteem dient deze intelligente toestellen te sturen op basis van het signaal dat elk toestel uitstuurt en de elektriciteitsprijs van het moment. Het nuttig verbruiken van reeds opgeslagen energie tijdens piekperiodes kan ook zorgen voor een substantiële besparing. Koken gebeurt tijdens piekperiodes. Als hiervoor gebruik wordt gemaakt van het vermogen uit de batterij van een elektrische wagen, valt er gemiddeld 55% te besparen.

16

afname van de capaciteit door het op te laden van een batterij als deze nog niet volledig ontladen is.

APPENDIX A 1. Lood-Zuur batterij Deze batterij vinden we vooral terug als opstartbatterij voor de verbrandingsmotor van voertuigen en schepen. Ze wordt ook gebruikt als bron voor bv. de verlichting als de verbrandingsmotor niet werkt. De energiedichtheid van deze batterijsoort is relatief zwak. Dit komt door het grote gewicht aan lood. Alhoewel deze energiedichtheid de laatste jaren al een sterke evolutie heeft ondergaan. Tabel 1 Voor- en nadelen van een Lood-zuur batterij (Ducastel J. ,2010)

Voordelen Kunne grote stromen aan

Nadelen

Goedkoop

Gewicht

Tabel 3 Voor- en nadelen van NiMH batterij (Ducastel J. ,2010)

Voordelen Nadelen 30%-40% meer Geheugeneffect (maar capaciteit dan NiCd minder erg dan NiCd) Minder schadelijk voor het milieu Hoogste zelfontlading Niet bestand tegen hoge Snelle oplaadtijd en lage temperaturen Duur

Tabel 4 Karakteristieken van een NiMH batterij (Ducastel J. ,2010)

Onderhoud Giftige stoffen (lood) Laagste energiedichtheid tov andere batterijen Kunnen slecht tegen diepontlading Beperkte levensduur Kortsluiting beschadigt de batterij

Tabel 2 Karakteristieken van een Lood-Zuur batterij (Ducastel J. ,2010)

Capaciteit

1-40 000 kWh

Energiedichtheid

20 - 50 Wh/kg

Levensduur

200-1200 cycli

Prijs

45-450€/kW

Rendement

75% - 85%

Typische (ont)laadtijd

0,5 -5 uur

Vermogen

tot 20 MW

Vermogendichtheid

75-300 W/kg

Zelfontlading

2-5 % per maand

2. Nikkel-Metaalhybride (NiMH) batterij De NiMH batterij komt voort uit de NikkelCadmium (NiCd) batterij. Men is overgeschakeld naar een NiMH batterij omdat het cadmium heel schadelijk is voor het milieu. Tegelijkertijd zijn de eigenschappen van de batterij verbeterd, zoals af te leiden is uit de volgende tabellen. Enkel de levensduur van de NiCd batterij lag ongeveer 400 cycli hoger dan deze van de NiMH batterij. Deze batterij lijdt echter wel aan het geheugeneffect. Geheugeneffect is een

Capaciteit

1-40 000 kWh

Energiedichtheid

75 Wh/kg

Levensduur

1000-3000 cycli

Prijs

600-1500€/kW

Rendement

60-70%

Typische (ont)laadtijd

0,2-1 uur

Vermogen

tot 30 MW

Vermogendichtheid

150-300 W/kg

Zelfontlading

5-20 % per maand

3. Lithium-ion batterij Lithium-ion batterijen zijn vandaag schering en inslag. Ze werden al vaak gebruikt in gsm en laptops. In 2009 kwam de eerste wagen met een lithium-ion batterij uit. Tegenwoordig hebben auto’s met dergelijke batterijen een rijbereik van 150 km. Maar er wordt met deze batterijen nog een verdubbeling van dit rijbereik verwacht. Tabel 5 Voor- en nadelen Li-ion batterij (Ducastel J. ,2010)

Voordelen Hoge energiedichtheid Geen onderhoud Compact Lage zelfontladig Geen geheugeneffect

Nadelen Veroudering begint meteen na fabricage Niet bestand tegen diepontlading Niet bestand tegen hoge en lage temperaturen Hoge kostprijs

Dat deze batterij de hoogste energiedichtheid bezit, is de reden van zijn populariteit. Hierdoor kan ze compacter gemaakt worden en gebruikt worden in

17

draagbare electronica en de elektrische wagen. Zoals ook af te lezen is in de vorige tabel heeft deze een lage zelfontlading en geen last van het geheugeneffect. Het is wel aan te raden de batterij terug op te laden wanneer er nog ongeveer 20% van zijn capaciteit overblijft. Dan gaat de batterij langer mee. Ze kan niet tegen diepontlading. Tabel 6 Karakteristieken van een Li-ion batterij (Ducastel J. ,2010)

Capaciteit

Tot 1 MWh

Energiedichtheid

150-200 Wh/kg

Levensduur

1000-3000 cycli

Prijs

500-2500€

Rendement

98%

Typische (ont)laadtijd

3 uur

Vermogen

tot 10MW

Vermogendichtheid

300-1500 W/kg

Zelfontlading

1 % per maand

capaciteitsverval dienst doen in onze woning als elektrische opslagplaats. Een andere reden waarom deze batterij binnen enkele jaren de hele autowereld zal veroveren is dat er nog veel groeimogelijkheden zijn. We zien dat andere batterijsoorten al enkele jaren op hun maximum presteren. Dit is niet het geval voor deze batterij. De energiedichtheid stijgt nog elk jaar. Een ander aspect, dat vooral belangrijk is bij het gebruik in elektrische wagens, is de veiligheid. Door de grote energiedichtheid is de batterij gevoelig voor overbelasting. Overbelasting zorgt voor grote stromen die de temperatuur doen oplopen en voor de batterij vernietigende gevolgen hebben. Er kunnen zelfs brandbare gassen vrijkomen. Batterijen die eerder besproken werden waren bestendig tegen een bepaalde overbelasting. Deze batterij heeft dus nood aan thermische en elektrische sturing om de veiligheid en de levensduur van de batterij zo hoog mogelijk te houden. (Dinger A. & co (Boston consulting group ),2010) Van de Li-ion batterijen bestaan een aantal varianten. Hieronder worden de belangrijkste varianten gegeven en hun eigenschappen zichtbaar.

De huidige kostprijs van een lithium-ion batterij is 4 tot 8 keer de prijs van een lood-zuur batterij en 1 tot 4 keer de prijs van een NiMH batterij. Maar men verwacht een daling van de prijs met 50% tegen 2020. (Dinger A. & co (Boston consulting group),2010) Een ander nadeel is dat de Li-ion batterij direct na de fabricage capaciteit begint te verliezen. Dit proces wordt versnelt als de batterij volledig opgeladen is. Het capaciteitsverlies is afhankelijk van de temperatuur waarin de batterij bewaard wordt. Dit is te zien op onderstaande tabel. Tabel 7 Capaciteitsverlies van een Li-ion batterij (Ducastel J. ,2010)

CapaciteitsBewaarverlies na 1 temperatuur jaar 40% opgeladen batterij

Capaciteitsverlies na 1 jaar Volledig opgeladen batterij

0°C

2%

6%

25°C

4%

20%

40°C

15%

60°C

25%

35% 40% (na 3 maanden)

De levensduur van batterijen in elektrische wagens is momenteel nog moeilijk te voorspellen door de autofabrikant. Ze zijn niet meer nuttig in een elektrische wagen wanneer ze nog 70%-80% van hun oorspronkelijke capaciteit bezitten. Maar de batterijen kunnen na een paar jaar dienst en tientallen procenten

Figuur 11 Verschillende soorten Li-ion batterijen en hun eigenschappen (Dinger A. & co (Boston consulting group),2010)

Een andere belangrijke variant is de Lithiumpolymeer batterij. Deze batterij heeft een zeer hoog vermogen- en energiedichtheid omdat er geen metalen behuizing aanwezig is. Deze batterij is wel zeer duur. Zoals eerder gezegd, wordt er momenteel veel onderzoek gedaan. Er wordt gezocht naar betere opslagtechnieken en betere materialen. Zo heeft de Massachusetts Institute of Technology (MIT) in maart 2009 een belangerijke ontdekking gedaan. Ze hebben namelijk een manier ontdekt om batterijen veel sneller op te laden. Ze zijn erin geslaagd een batterij met een normale oplaadtijd van 6 minuten op te laden in 10 tot 20 seconden. Dit is gelukt door delen van Lithium ijzer fosfaat te voorzien van een coating. Deze staat bekend als de “beltway” batterij. Dit zou

18

een hele verandering voor de hele maatschappij teweeg brengen. Het duurt natuurlijk wel nog enkele jaren vooraleer de technologie toegespast zal worden in de batterijen van elektrische wagens. (Buchmann I. ,2010) 4. De flowbatterijen Er bestaan verschillende varianten van deze soort batterij. De belangrijkste zijn de vandium redox,zinkbromide en polysulfide bromide flowbatterij. Maar de werking is dezelfde. De batterij bestaat uit 2 elektroden en 2 reservoirs gevuld met elektrolyt. Het elektrolyt wordt langs een membraan gepompt waardoor er een potentiaalverschil ontstaat als gevolg van een elektrochemische reactie. Op figuur 12 wordt deze werking afgebeeld. Tabel 8 voor- en nadelen van flowbatterijen (Ducastel J. ,2010)

Voordelen Gemakkelijk te herladen

Nadelen

Figuur 12 De werking van een flowbatterij (Harle B., n.d.)

In tabel 10 staan karakteristieken voor Vanadium-redox flow batterij.

Tabel 9 Karakteristieken van Vanadium-redox flowbatterij (Ducastel J. ,2010)

Veel benodigdheden

grote levensduur Lage energiedichtheid Niet veel onderhoud nodig Duur Niet gevoelig voor overbelasting Deze batterij biedt wel een oplossing op het vlak van oplaadtijd. In tegenstelling tot de lithium-ion batterij kan deze batterij heel snel opgeladen worden door het vervangen van het elektrolyt. Dit zou dan overeenkomen met een normale tankbeurt zoals we die nu kennen. De batterij is wel complex. Zo is er een pomp nodig om het elektrolyt langs het membraan te pompen. Dit zijn extra benodigheden die de batterij weer duurder maken.

de

capaciteit

50-2000 kWh

Energiedichtheid

20-40Wh/kg

Kosten

4000-10000€/kW

Levensduur

5000-12000 Cycli

Rendement

80%-87%

Typische (ont)laadtijd

0,5-3uur

Vermogen

5-500 kW

Vermogendichtheid

180W/kg

Zelfontlading

Geen

19

APPENDIX B

20

Dankwoord Deze masterproef kwam tot stand dankzij de medewerking van een aantal personen. Ik bedank naast mijn beide promotors het VITO (Vlaamse instelling voor technologisch onderzoek) en vooral Fjo De Ridder die artikels ter beschikking stelde en ze verduidelijkte waar nodig. Technisch adviseur Emiel Torfs (Vlaams Elektro Innovatiecentrum) dank ik voor het nalezen van dit werk en Pieter Lievens voor het ter beschikking stellen van de nodige gegevens en de Matlab modellen van zijn onderzoek naar intelligente toestellen. Geert Verheyden dank ik voor zijn ondersteuning bij het gebruiken van Matlab en Simulink. Referenties Buchmann, I. (2010) Battery University. Geraadpleegd op 23 november 2010 via http://batteryuniversity.com Dinger, A. & Martin, R. & Mosquet, X. & Rabi, M. & Rizoulis, D. & Russo, M. & Sticher, G. (2010). Batteries for Electric Cars. Challenges, Opportunities, and the Outlook to 2020. Uitgave van de Boston Consulting Group BCG. Doolaege, A. (2010) Energiebesparingsmogelijkheden met domotica , trendsetter in domotics. Bachelorproef. Ducastel, J. (2010). Demand Side Management. Onderzoek naar de flexibiliteit van een laptop. Masterproef. KHK Katholieke Hogeschool Kempen. Gerits, J. (2010). Onderzoek naar de toepasbaarheid van domotica- en immoticasystemen in Smart Grids. Masterproef. KHLim Harle, B. (n.d.) Battery selection. Geraadpleegd op 2 december 2010 via . http://www.bobharle.com/battery.htm. IndEco Strategic Consulting Inc. (2004). Electricity demand side management and demand response in municipalities. Workshop background paper. Kapetanovic, T. & Botting, D. (2010) SmartGrids. Strategic Deployment Document for Europe's Electricity Networks of the Future. On behalf of the European Technology Platform SmartGrids. KUL-

ESAT/ELECTA (2007). Studie communicatiemiddelen voor slimme meters.Studie in opdracht van de VREG.

Peugeot (2010). 100% Elektrisch, 100% Echt. Maak u klaar voor de nieuwe generatie. Brochure. R.E.G (Rationeel Energiegebruik).(2007) Wat is rationeel energiegebruik ? Paper. Sain-Gobain glass (2006). Licht in de schijnwerper. Brochure Technische achtergrond. Standaert, P. Dr.ir. (2005) Energy saving and CO2 reduction. Potential from solar shading systems and shutters in the EU-25. Studie. U.S. Department of Energy. (2006) Benefits of Demand Response in Electricity Markets and recommendations for achieving them. Report to the United States £Congress. Verozo.

De Belgische Beroepsvereniging van Rolluikenen Zonweringproducenten. (2001). Hoe zonwering uw comfort kan verhogen en u kan helpen energie te besparen. Uitgave.

Versmissen, B. & Lievens, P. (2010). Intelligente huishoudtoestellen. Masterproef. .