Tweede meerjarenprogramma IOP EMVT

Tweede meerjarenprogramma IOP EMVT ElektroMagnetische VermogensTechniek

Colofon

Dit rapport is opgesteld door: Programmacommissie IOP Elektromagnetische Vermogenstechniek prof. ir. M. Antal, voorzitter ir. G.W. Boltje, programmacoördinator IOP EMVT p/a SenterNovem Postbus 93144 2509 AC DEN HAAG

Datum

5 december 2005

Kenmerk

DEM0553757

Status

Publicatie

2

Inhoudsopgave Voorwoord ........................................................................................................................................................................................................5 1 Samenvatting ..............................................................................................................................................................................................7 2 Achtergrond ..............................................................................................................................................................................................11 2.1 2.2

Beschrijving van het vakgebied elektromagnetische vermogenstechniek.............................................................................11 Effect van de eerste fase IOP EMVT ............................................................................................................................................12

3 Onderzoek met industrieel draagvlak.....................................................................................................................................................13 3.1 3.2 3.3 3.4 3.5 3.6

Beschrijving technologiebeleid ...................................................................................................................................................13 Thema 1: Intelligente netten .........................................................................................................................................................14 Thema 2: Vermogensconversie ...................................................................................................................................................17 Thema 3: Componenten................................................................................................................................................................19 Samenhang tussen de thema’s....................................................................................................................................................22 Beoordelingscriteria......................................................................................................................................................................23

4 Zwaartepuntvorming ................................................................................................................................................................................24 5 Kennisoverdracht, Netwerkvorming en Verankering............................................................................................................................26 5.1 5.2 5.3

Inleiding ..........................................................................................................................................................................................26 Verankering ....................................................................................................................................................................................26 AIDA 27

6 De organisatie van het IOP EMVT ...........................................................................................................................................................30 7 Financiën van het IOP EMVT ...................................................................................................................................................................36 8 Referenties ................................................................................................................................................................................................38

3

4

Voorwoord Dit tweede Meerjarenprogramma voor het IOP Elektromagnetische Vermogenstechniek (IOP EMVT) is opgesteld in nauwe samenwerking met de Programmacommissie, bestaande uit vertegenwoordigers van het Nederlandse bedrijfsleven, kennisinstituten en universiteiten. Het programma is ondermeer gebaseerd op de uitkomsten van een voorstudie en een aanvulling daarop, die op verzoek van de Stuurgroep IOP is samengesteld (ref. 1), op het eerste Meerjarenprogramma van het IOP EMVT (ref. 2), en op de evaluatie van de eerste fase van het IOP EMVT (ref. 3). Als ondersteunende literatuur dienen de Clustermonitor Elektromagnetische vermogenstechniek (ref. 4) en de toekomststudie ‘Stroomversnelling’ (ref. 5) te worden gesignaleerd. Samenstelling van de commissies, die hebben bijgedragen aan de formulering van het voorliggende Meerjarenprogramma: prof.ir. M. Antal voorzitter ir. G.W. Boltje programmacoördinator prof.dr.ir. J.H. Blom prof.ir. L. van der Sluis ir. J. van Duivenbode Ir. P. van Gils Ir. G.G. Poorter ir. H.H. Overbeek dr.ir. H.E. Dijk Dr. J.H.R. Enslin ir. P.T.M. Vaessen Ir. R.A.A. de Graaff ir. E. Raaijen ir. P. Vermeer ir. M. Binnendijk ir. P. Boonekamp ing. E.A.J. Bouwhuis ing. J.J. Bouwhuis ir. A.G. Croes ing. J.P. Hodemaekers ir. A. van Maldegem dr.ir. F. van Overbeeke P.M. van Oirsouw ing. A. Postma ir. M. van Riet ir. K. Spoorenberg ir. G.K. Troost ir. A. Veltman Prof. dr. Ir. J.C. Compter Prof.dr. W.H.A. Schilders Dr.ir. J. van der Merwe Ing. T. Bosveld B. Evenblij M.Sc. Dr. J.J. Goedbloed Ing. C.L.W. Lagendijk Ir. W.G. Ram Ir. E.E. H. van Seumeren Dr.ir. E. Holweg Dr.ir. D.W. Harberts Drs. J. Snel B. van den Broek D. van der Burgh

SenterNovem – IOP Technische Universiteit Eindhoven Technische Universiteit Delft ASM Lithography B.V. ASML ASML, Electronic Development KEMA T&D consulting B.V. KEMA Nederland B.V. Kema Nederland KEMA Nederland B.V. KEMA T&D Consulting Exendis B.V. TenneT Eaton Holec Amsterdam Power Exchange GPX JB Consultance BV Transportnet Zuid-Holland ENECO Netbeheer Adviesburo RIES EMforce B.V. Phase to Phase BV Essent Netwerk Zuid Nuon TPC Smit Transformatoren B.V. New Business & Technology ECN Philips CFT Philips Research / IC Design / Digital Design & Test Philips Digital Systems Laboratories Philips Medical Systems TNO - Prins Maurits Laboratorium KPN Mobile, Radio Access, PA&R HVL B.V. GTI Utiliteit Zuid b.v SKF Technical Development Unit L.G. Philips Displays L.G. Philips Displays Wijdeven PS & IT DBR BV

5

M. Curvers Ir. E. van Dijk H. Heijink C. Hersmis M. Hurkmans L. Jol I. de Jong Ir. H. Mijnarends H. Pol Dr. Reinert Dr.ir. F. Sahin E.F.J.M. Smits B. Tabak Ing. T. Telgenhof Ir. A.J.P.M. Vermeer Ir. C.G.E. Wijnands M. Winterling Ir. J. Zinger Ir. A.A.G. van Zwan Ing. J.J. Bouwhuis ir. C.W.M. van den Dries ir. G.G. van Dijk ir. C.A.R. van den Eijnden dr.ir. B. Gravendeel prof.ir. W.L. Kling ir. W. Raaijen

Te Strake BV Directie Materieel Koninklijke Marine Semikron BV C.C.C. Imtech Marine Nederlands Meetinstituut-VSL GeoResources PBF Group BV Emotron B.V. Philips Applied Technologies CCM KWx b.v. Nedap – power supplies Assembléon Netherland BV Prodrive B.V. Brookx Company B.V. Eekels Elektrotechniek B.V. Mastervolt JB Consultance FME ISSO Hogeschool van Arnhem en Nijmegen Early Minute Technische Universiteit Eindhoven Prosper Business Media

Daarnaast zijn de volgende adviseurs geraadpleegd: ir. G.C. van Uitert drs.ing. J.J.J. Vogelaar

Ministerie van Economische Zaken SenterNovem

De voorzitters en de leden van de commissies en de adviseurs komt lof toe voor hun waardevolle bijdragen aan de constructieve discussies, die hebben geleid tot het voorliggende eindresultaat.

6

1 Samenvatting Elektromagnetische vermogenstechniek is het technologiegebied dat geïntegreerde elektromagnetische systemen omvat die zich kenmerken door een hoge vermogensdichtheid, hoge frequentie en hoog rendement, waarbij rekening wordt gehouden met de elektrische, magnetische, thermische en mechanische ontwerpaspecten.

Elektromagnetische vermogenstechniek is een combinatie van technologieën die een snelle ontwikkeling doormaakt en op vele toepassingsgebieden een invloed zal gaan hebben. EMVT is direct relevant voor energieopwekking, transport, distributie en eindgebruik van elektriciteit. In die zin kan EMVT worden gezien als een “enabling technology”, die analoog aan de informatietechnologie door zijn brede toepasbaarheid een meerwaarde heeft voor een veelheid aan producten en diensten.

Het tweede Meerjarenprogramma bouwt voort op het eerste waarbij, naast de focus op de twee reeds bestaande thema’s “Intelligentie in netten” en “Vermogensconversie” uit het eerste Meerjarenprogramma, een derde thema “Componenten” is toegevoegd. Dit thema doet recht aan de door het bedrijfsleven en de internationale gemeenschap aangegeven behoefte aan nieuwe componenten, waarin de toepassing van EMVT als enabling technologie voortvarend tot gewenste innovaties zal leiden. Elektromagnetische compliance marge vormt niet meer separaat een onderzoekthema, maar blijft uiteraard bij de drie andere genoemde thema’s een rol spelen. Daarnaast kent dit tweede Meerjarenprogramma een meer convergerend karakter in tegenstelling tot het eerste programma met betrekking tot de industriële toepassingen en product- en dienstontwikkeling. Dit tweede Meerjarenprogramma is daarnaast ook dichter tegen de praktijk aan gepositioneerd, zoals is weergegeven in onderstaande figuur.

1e fase

2e fase #1 #2 #3

fundamenteel

toegepast

producten en diensten

Figuur 1 – De eerste fase van het IOP EMVT had een divergerend karakter, waarbij het vakgebied is verbreed en verdiept door het uitvoeren van verkenningen. De tweede fase zal juist convergerend dienen te zijn om uiteindelijk te leiden tot economische activiteit in de vorm van producten en diensten.

Het tweede meerjarenprogramma (MJP-II) is tot stand gekomen met de bijdragen van de verschillende commissies, de inbreng en inzichten verkregen tijdens de diverse conferenties en de gesprekken van de PC met de betrokken universiteiten, kennisinstellingen en het bedrijfsleven. Op deze wijze is wederom een breed gedragen programma ontstaan rondom de drie thema’s: •

Intelligente Netten

•

Vermogensconversie

•

Componenten

De toevoeging van het thema ”Componenten” leidt enerzijds tot een meer praktische invulling en concretisering van een aantal studies binnen de beide andere thema’s naar industriële producten en diensten en anderzijds vergroot het de betrokkenheid en kennisbasis door uitbreiding naar andere universiteiten,

7

kennisinstellingen en bedrijven. De impuls, gegeven door het IOP aan het onderzoeksterrein van EMVT, leidt ertoe dat de Nederlandse kennisinfrastructuur en het Nederlandse bedrijfsleven blijvend zullen samenwerken en voorop gaan lopen in bepaalde technologische ontwikkelingen op dit vakgebied. Hiermee zijn reeds aanzienlijke vorderingen geboekt. Signalen hiervoor zijn o.a. de op gang gekomen samenwerking binnen het EMVT laboratorium tussen met name de technische universiteiten van Eindhoven en Delft, ECN en KEMA. De gedegen netwerkvorming binnen Nederland , die zich nu zichtbaar uitbreidt naar andere bedrijven (o.a. Gasunie) en naar Europa, via de conferenties, de nieuw ontstane uitbestedingsrelaties, het ter beschikking stellen van promovendi door het bedrijfleven en door de samenwerking in projecten van partijen binnen het IOP, maar ook daarbuiten, zoals in het EOS, NWO-Novem, we@sea en Transitieprogramma’s. Nadrukkelijk zal in dit tweede Meerjarenprogramma ook de reeds opgebouwde (en in aanbouw zijnde) experimentele infrastructuur rondom TU/e, TUD, ECN en KEMA worden betrokken. Zij fungeert op deze wijze als focuspunt en leidt tot zwaartepuntvorming middels de creatie van een ‘center of excellence’. Dit tekent zich reeds af nu EOS-LT onderzoek aanhaakt bij het IOP EMVT en de laatste ook ingebed raakt in het Europese KP7 programma bij het prioriteitsthema “smart power systems – networks of the future” en het bestaande DER labs Network of Excellence (ref. www.DER-lab.net ). In onderstaande figuur is aangegeven op welke wijze de Programmacommissie (PC) voorziet dat de experimentele infrastructuur van het ‘center of excellence’ rondom het IOP gebruikt wordt om nieuwe economische activiteit te creëren. Bij de verschillende universiteiten, kennisinstellingen en bedrijven die laboratoria hebben om “in-huis” component onderzoek en testen te verrichten is al langer de behoefte aan meer toegevoegde waarde enerzijds om wetenschappelijk vernieuwend bezig te zijn maar ook met name bij het bedrijfsleven om de toenemende internationale concurrentie aan te kunnen. De concultancy bij de bedrijven heeft te maken met prijserosie en toenemende concurrentie door het meer en beter toegankelijk komen van informatie. Door het samenbrengen van onderzoek en ontwikkeling op het gebied van onderzoek, testen en consultancy, in combinatie met marktissues zoals bijvoorbeeld intelligentie (communication & control) in componenten, of Power Quality op het aansluitpunt en betrouwbaarheid, ontstaan nieuwe doorbraken in de richting van bijvoorbeeld integraal en gedistribueerd testen, maar ook geavanceerde mogelijkheden op het gebied van modelleren, simuleren en gamen (waarbij nadrukkelijk het gedragsaspect erin betrokken wordt). Het EMVT ‘center of excellence’ met de experimentele infrastructuur fungeert op deze wijze in feite als katalysator voor nieuwe activiteiten van de participerende universiteiten, kennisinstellingen en bedrijven en als “startup”- incubator voor nieuwe producten en diensten.

field sensors system or distributed (joint) labs

in-house components individual labs

Testing

“Hardware”

Communication & Controls

Power Quality & Reliability

Real Time Simulators

Component & Systems expertise “Software”

Verification

Integrity assessment

field sensors

Consultancy studies system modelling simulation

time-line

advanced modelling, simulation & gaming virtual? labs

Fig 2 - experimentele infrastructuur van het ‘center of excellence’ rondom het IOP.

8

Tot deze experimentele infrastructuur van het ‘center of excellence’ kunnen de volgende uitzonderlijke faciliteiten, die dankzij het IOP EMVT en het Apparatuurfonds zijn gerealiseerd, worden gerekend: de RTDS (Real Time Digital Simulator) bij de TU Delft, de op een na grootste elektriciteitsnetsimulator ter wereld het Power Quality laboratorium bij de TU Eindhoven het EMVT-laboratorium bij KEMA Arnhem, dat thans in aanbouw is voor onderzoek door de Nederlandse kennisinfrastructuur en dat uniek in zijn soort in de wereld is. Voor de uitvoering van dit tweede Meerjarenprogramma van het IOP EMVT met een looprijd van vier jaar wordt voorgesteld een budget ter beschikking te stellen van 7,5 miljoen EUR. Hiervan zal 85% aan projecten worden besteed, en het overige aan stimuleringsactiviteiten en beheer. Ter uitvoering van de projecten voorziet de Programmavoorbereidingscommissie dat dertig promovendi danwel postdocs onderzoek zullen verrichten aan de voornoemde thema’s van dit tweede Meerjarenprogramma. Daarmee krijgt de tweede fase van het IOP EMVT globaal dezelfde omvang als de eerste. Uit overleg met universiteiten en instellingen blijkt dat hiervoor voldoende absorptiecapaciteit bestaat.

9

10

2 Achtergrond 2.1 Beschrijving van het vakgebied elektromagnetische vermogenstechniek Elektromagnetische vermogenstechniek is het technologiegebied dat geïntegreerde elektromagnetische systemen omvat die zich kenmerken door een hoge vermogensdichtheid, hoge frequentie en hoog rendement, waarbij rekening wordt gehouden met de elektrische, magnetische, thermische en mechanische ontwerpaspecten.

Elektromagnetische Vermogenstechniek (EMVT) is een combinatie van technologieën die een snelle ontwikkeling doormaakt en op vele toepassinggebieden een invloed zal gaan hebben. EMVT is direct relevant voor energieopwekking, transport, distributie en gebruik, in het bijzonder daar waar het gaat om elektriciteit. Daarbij kan het gaan om grootschalige toepassingen, zoals de elektrische infrastruktuur, maar evenzeer om toepassingen op het gebied van de micro-elektronica.

EMVT kan worden beschouwd als het pendant van informatietechnologie, dat als ‘enabling technology’ een geweldige vlucht heeft genomen dankzij de miniaturisatie van elektronica, die wordt ingezet bij de verwerking van data. Deze verwerking vindt plaats door de sturing van minieme elektrische stroompjes en spanningen. Bij EMVT worden juist zo groot mogelijke stromen en spanningen gestuurd, om daar vermogen mee ‘te regelen’. De basistechnologie is hierbij dezelfde als bij miniaturisatie.

EMVT vormt evenzeer een ‘enabling technology’ als informatietechnologie: door zijn zeer brede toepasbaarheid heeft het een meerwaarde voor een veelheid van producten en diensten. Het onderzoeksgebied is zeer nauw gelieerd aan de elektrotechniek maar door de combinatie met andere disciplines zoals informatietechnologie, werktuigbouwkunde en fysica zijn de toepassings- en ontwerpmogelijkheden veel breder.

Voorbeelden van de toepassingsgebieden van EMVT zijn het waarborgen van de huidige uiterst betrouwbare elektriciteitsvoorziening voor de Nederlandse samenleving. Hierbij dient tevens te worden voldaan aan de veranderende eisen, gesteld aan de bedrijfsvoering van de transport- en distributienetten door onder andere de liberalisering van de sector en de sterk veranderende elektriciteitsvraag van bedrijven en consumenten. Een ander toepassingsgebied is de ontwikkeling van compacte energie-efficiënte voorzieningen waarmee de nieuwe duurzame opwekkers zoals windturbines en fotovoltaïsche (PV) installaties aan het net gekoppeld kunnen worden. Maar ook een toenemende aantal omzetters (convertors) voor de voeding van telecommunicatie en consumentenelektronica zullen hiervan profiteren. Distributieconcepten voor de elektrische energievoorziening en -verdeling in wijken, huizen, kantoren, voertuigen (auto’s, schepen, vliegtuigen) en zelfs grote kapitaalsintensieve machines, zoals bijvoorbeeld een waferstepper, behoren ook tot het vakgebied van de elektromagnetische vermogenstechniek.

Energie-efficiency en -besparing, ecologie, duurzame energiebronnen en ruimtebeslag zijn begrippen die niet meer zijn weg te denken bij de ontwikkeling van nieuwe systemen en componenten in de elektrotechnische wereld. Meer dan ooit is een geïntegreerde aanpak bij de voortbrenging van complexe high-tech producten noodzakelijk om betrouwbare, betaalbare en duurzame producten en systemen gebaseerd op, en gebruik makend van elektrische energie te realiseren. Op het gebied van EMVT betreffen de voor Nederland relevante drijfveren voor research vooral decentralisatie van energie-opwekking, toenemende elektrificatie van de maatschappij en efficiëntere omzetting van elektrisch vermogen in een voor de gebruiker geschikte vorm.

11

2.2 Effect van de eerste fase IOP EMVT Het effect dat de uitvoering van het eerste Meerjarenprogramma van het IOP EMVT heeft teweeg gebracht is beschreven in het Statusrapport (ref. 6), dat als bijlage aan het voorliggende tweede Meerjarenprogramma is toegevoegd. Het EMVT-vakgebied heeft zich onder invloed van de eerste fase van het IOP EMVT ontwikkeld tot de huidige situatie, die in algemene termen als volgt kan worden samengevat: -

-

De interesse voor de vermogenselektronische vakken op de universiteiten van Delft en Eindhoven is sterk toegenomen. Deze tendens begint ook voorzichtig zichtbaar te worden in het HBO; Het aantal studenten en promovendi, dat zich met EMVT-onderzoek bezig houdt, is fors gegroeid. Naar mondiale maatstaven gemeten is het vakgebied van de EMVT in ons land thans vooraanstaand; Bij de uitvoering van IOP-projecten is veel aandacht besteed aan de ontwikkeling van fundamentele kennis en aan het omzetten van deze kennis in praktische toepassingen. Dankzij het IOP EMVT heeft het netwerk van deskundigen op EMVT-gebied gestalte gekregen. Samenwerkingsvormen tussen universiteiten en kennisinstellingen hebben vorm gekregen en brengen daarmee zwaartepuntsvorming op gang. Er is sprake van grote interesse vanuit de betrokken innovatieve bedrijven en industrie voor de ontwikkelingen, die voortvloeien uit de uitvoering van de IOP-projecten; Het netwerk van bedrijven en kennisinstellingen groeit in Nederland (verbreding) en internationaliseert Er is een krachtdadige betrokkenheid van deskundigen uit bedrijven en industrie in de commissies die de IOP-projecten begeleiden; EMVT-inzichten zijn met hulp van de KOC (kennisoverdrachtcommissie) breed teruggekoppeld naar het bedrijfsleven, adviesbureaus, installateurs etc.; Er zijn dankzij het IOP-onderzoek belangrijke stappen gezet op weg naar de realisering van intelligente elektriciteitsnetten; De koppeling tussen vermogensconversie en regeltechniek en ICT is alom aan de orde; Het IOP EMVT is directe aanleiding tot het succes van de SBIR-pilot EMVT, dat ten doel heeft MKBbedrijven te helpen succesvolle EMVT-toepassingen te realiseren; De bijdrage die IOP EMVT leverde aan superieure energiezuinige vermogenstechniek, ligt mede ten grondsslag aan de overwinningen van de Nuna zonneauto’s; Dankzij het IOP EMVT zijn enkele belangrijke faciliteiten voor het uitvoeren van experimenteel EMVTonderzoek gerealiseerd. Genoemd kunnen worden: de RTDS (Real Time Digital Simulator) bij de TU Delft, de op een na grootste elektriciteitsnetsimulator ter wereld het Power Quality laboratorium bij de TU Eindhoven het EMVT-laboratorium bij KEMA Arnhem, dat thans in aanbouw is voor onderzoek door de Nederlandse kennisinfrastructuur en dat uniek in zijn soort in de wereld is. Deze uitzonderlijke faciliteiten dienen zich te ontwikkelen tot ‘centres of excellence’ en hebben de potentie om gezamenlijk uit te groeien tot een Technologisch Topinstituut, waarmee verankering van het IOP EMVT kan worden gerealiseerd.

Uit deze schets blijkt dat de ontwikkelingen, die worden teweeg gebracht in het vakgebied van de EMVT, ruimschoots beantwoorden aan de doelstellingen van het IOP. Op grond van de Zelfevaluatie (ref. 3) kwam de Stuurgroep IOP reeds eerder tot de conclusie dat ook de operationele aspecten van het IOP EMVT positief kunnen worden gewaardeerd. Het instellen van een tweede en laatste fase van het IOP EMVT is dan ook geboden, temeer daar deze het karakter zal dragen van een ‘oogstfase’.

12

3 Onderzoek met industrieel draagvlak Om het draagvlak van het IOP EMVT te vergroten heeft de Programmacommissie gemeend de wensen en behoeften van het bedrijfsleven opnieuw te moeten inventariseren en daarop de onderzoekthema’s van de tweede fase van dit IOP af te stemmen. Voor het eerst sedert de voorstudie vier jaar eerder heeft deze inventarisatie plaatsgevonden tijdens een consultatie van het veld op een congres dat in november 2004 is georganiseerd in het luchtvaartmuseum Aviodrome te Lelystad onder de slogan ‘Een vliegende start voor EMVT-II’. Op grond daarvan is het plan ontwikkeld om in het tweede Meerjarenprogramma het thema ‘Componenten’ op te nemen, dat dichter bij de eindgebruikers staat. Met een aantal van hen heeft de PC bilaterale contacten ontwikkeld en ideeën uitgewisseld om aan het thema ‘Componenten’ nader inhoud te geven. Aldus kan de kennisontwikkeling worden gestuurd in een richting die door het bedrijfsleven expliciet wordt gekenschetst als bruikbaar voor kansrijke innovaties. De uitkomst van dit overleg is opgenomen in de volgende paragrafen waar de onderzoekthema’s, na een korte beschrijving van het technologiegebied, worden gedefinieerd. Het hoofdstuk wordt afgesloten met een paragraaf over de criteria die worden gehanteerd bij de beoordeling van onderzoekvoorstellen.

3.1 Beschrijving technologiebeleid Volgens internationale experts is op de volgende EMVT gebieden strategische technologie-ontwikkeling van belang: • De energievoorziening van IC’s, bijvoorbeeld voor processoren van meer dan 3 GHz en multi-core processoren werkend bij een lage spanning (< 1V). Hierbij is de ontwikkeling van IC’s met geïntegreerde vermogenselektronica belangrijk. • Materialen, er is een enorm tekort aan elektromagnetische materialenkennis waarbij niet alleen halfgeleidende en magnetische, maar ook isolerende en diëlektrische materialen een rol spelen. Alle materialen die gebruikt worden voor elektromagnetische omzettingen dienen hierbij betrokken te worden om krachtigere, compactere en meer efficiënte systemen te krijgen. • Ontwerpmethodes voor elektromagnetische systemen en componenten (voor packaging en gebruik van materialen). Er is een nieuwe paradigmaverschuiving in de benadering van de vermogenselektronica nodig. EMVT-systemen moeten geïntegreerd (elektrisch, magnetisch en thermisch) worden ontworpen waarvoor geïntegreerde design software nodig is. Deze mondiale behoeften kunnen worden vertaald naar de mogelijkheden van de Nederlandse universiteiten, kennisinstellingen en industrie.Wanneer deze vertaling wordt gecombineerd met de voor Nederland belangrijkste drijfveren voor research op het gebied van EMVT, te weten decentralisatie van energieopwekking, toenemende elektrificatie en efficiëntere omzetting van elektrisch vermogen in een voor de gebruiker geschikte vorm, dan ontstaan de voor Nederland relevante onderzoekthema’s: ‘Intelligente netten’, ‘Vermogensconversie’ en ‘Componenten’. Het thema ‘Intelligente netten’ sluit naadloos aan op de eerste twee voor Nederland belangrijkste drijfveren. Onderdelen die nodig zijn voor de ontwikkeling van de elektriciteitsvoorzieningsystemen van de toekomst bevatten innovatieve componenten en omzetters ‘Vermogensconversie’ sluit aan bij de derde Nederlandse drijfveer en direct bij de 3e modiale strategische technologieontwikkeling met (uiteraard) raakvlakken met de 2e. Het eerste mondiale thema is voor Nederland slechts beperkt relevant vanwege het ontbreken van een industriële infrastructuur. In vergelijking met de eerste fase van het IOP EMVT bewegen de thema’s ‘Intelligente netten’ en ‘Vermogensconversie’ naar een hoger systeemniveau. Om betere systemen te realiseren moeten er meer geavanceerde, innovatieve componenten beschikbaar komen. Om te voorzien in dit type “hardware” is voor de tweede fase van het IOP EMVT het nieuwe thema “Componenten’ geformuleerd. Bij deze toepassingen speelt bij het ontwerpen van steeds compactere componenten en systemen de immuniteit voor elektromagnetische beïnvloeding en verstoring een grote rol. EMC is en blijft derhalve een integraal onderdeel van deze drie onderzoekthema’s

13

3.2 Thema 1: Intelligente netten Doelstelling: Innovatief onderzoek om elektrische transport- en distributienetten geschikt te maken voor de eisen die daaraan in de toekomst gesteld worden. Doorbraak-trendbreuk: Inherent betrouwbaar transportnet en internetachtig distributienet. Het huidige elektriciteitsnetwerk zal in de toekomst niet meer voldoen: het wordt te gecompliceerd en daardoor kwetsbaar, het is niet in staat om de snel wisselende omstandigheden te beheersen. Het transportnet krijgt problemen met de bestuurbaarheid en stabiliteit, terwijl de beheersing van de kortsluitstromen en het handhaven van het spanningsniveau ook steeds moeilijker wordt. Het distributienet krijgt tweerichtingen stromen te verwerken en moet zich gaan gedragen als een koppelnet dat allerlei bronnen en belastingen met elkaar verbindt. Het ontwerp en de wijze van bedrijfsvoering moeten hierop worden afgestemd. Monitoring en actieve sturing zijn daarbij essentieel. Het transportnet en distributienet, die op een moderne manier aan de voornoemde omstandigheden en de daaruit afgeleide eisen voldoen, worden vaak intelligent genoemd. Intelligent betekent dan in dit verband dat idealiter (delen van) elektriciteitsnetten autonoom, zelfregelend en zelfsturend (adaptief) zijn en dat ze in staat zijn continu de balans tussen vraag en aanbod te handhaven en bovendien dat ze storingen voorkomen dan wel zo kort mogelijk laten duren en organiseren dat er zo weinig mogelijk klanten bij betrokken zijn. Hiervoor is onderzoek nodig naar het systeemgedrag onder kritische omstandigheden, bijvoorbeeld bij hoge penetraties van duurzame niet-stuurbare bronnen. Er zullen nieuwe besturingsconcepten voor stabilisatie en beheersing van ongewenste effecten moeten worden ontwikkeld. Vermogenselektronische oplossingen en ICT toepassingen, kortom EMVT toepassingen, zijn hierbij onmisbaar. Naast de technische complexiteit van het elektriciteitsnetwerk zal ook de bestuurlijke complexiteit van het net steeds verder toenemen. De behoefte en de noodzaak voor informatie-uitwisseling tussen de verschillende (technische, economische en bestuurlijke) lagen in de elektriciteitsvoorziening zal daardoor explosief stijgen. Het aantal partijen dat naast de netbeheerder zelf, belang heeft bij informatie uit of over het net zal daarmee ook fors stijgen evenals de strategische en economische belangen die achter deze informatie zitten. Er zal een steeds verdergaande integratie plaats vinden tussen netmanagement en bedrijfsprocessen. Gaandeweg dit proces zullen er steeds hogere eisen aan de kwaliteit en integriteit van de informatie worden gesteld. De verschillende actoren zullen in steeds grotere mate behoefte krijgen aan snelle beschikbaarheid van de juiste informatie. Naast de transitie van de techniek is dus ook een transitie nodig in de informatievoorziening, en wellicht van de governance (beheersstructuren). Onderstaande figuur 3 illustreert de verschillende lagen in de elektriciteitsvoorziening en de informatiestromen.

14

Politics Regulation Standards distortion & delay

Organisations Economics Markets

Physical networks Technology

Figuur 3 -

Verschillende lagen in de elektriciteitsvoorziening.

In het kader van het thema ‘Intelligentie in netten’ van het IOP-EMVT fase 1, wordt in een gezamenlijk project van TUD en TU/e aan een drietal thema’s gewerkt: − De veranderende functie van transportnetten − Ontwerpmethoden voor beheersbare distributienetten − Zelfregelende autonome deelnetten. Het deelproject “De veranderende functie van transportnetten” heeft als doel om inzichten te verkrijgen in de zich wijzigende functionaliteit van hoogspanningsnetten en op het ontwikkelen van strategieën en regelmethodieken voor het bewaken, besturen en beveiligen van een hoogspanningsnet middels schakelhandelingen, het toepassen van FACTS (Flexible AC Transmission System) en het regelen van de invoeding en afname van de aangeslotenen. Het deelproject “Ontwerpmethoden voor beheersbare distributienetten” heeft als doel om technologieën en strategieën te ontwikkelen om distributienetten en onderdelen daarvan in verschillende modi te kunnen laten functioneren, met als oogmerk de bedrijfsvoering en de robuustheid van het systeem te vergroten. Daarbij is ook de kwaliteit van de levering, de kwaliteit van de aangeboden spanning en de interactie tussen net en aangesloten apparatuur van belang. Het deelproject “Zelfregelende autonome deelnetten” ontwikkelt kennis en inzicht omtrent zelfsturende en zelfregelende deelnetten, waarbij het handhaven van de balans tussen vraag en aanbod centraal staat. In fase 2 van het IOP-EMVT dienen deze thema’s verdiept en concreet uitgewerkt te worden: convergentie richting producten en diensten. Daarmee moet naast het zoeken naar innovatieve oplossingen gestreefd worden naar een aanpak (methodiek) op systeemniveau met inachtneming van ook niet-technische aspecten, want inzicht in het gedrag van andere actoren dan netbeheerders (vanwege marktwerking en regulering), en de gevolgen hiervan voor de netten, is essentieel. Het onderzoeksveld dient zich overigens niet te beperken tot de openbare netten, maar kan ook betrekking hebben op industriële netten, zoals bij de Spoorwegen en de scheepvaart. Verder zullen installaties en distributiesystemen in machines, voertuigen, huizen, gebouwen en kantoren onderdeel zijn van het onderzoeksveld omdat ook daarin sprake is van intelligente ontwikkelingen, zoals andere vormen van energieoverdracht, distributiemethoden, besturings- en bedradingfilosofieën. Voorbeelden van onderzoeksvragen zijn: - Hoe zou het net van de toekomst eruit kunnen zien? Op welke wijze is de regelgeving en de organisatievorm hierop van invloed? - Hoe is het systeem op te delen in autonoom opererende deelnetten met het oog op betrouwbaarheid en op inkoppeling van duurzame (decentrale) bronnen? Welke intelligente componenten zijn geschikt voor koppeling? - Hoe wordt het net bestuurd? Hoe is de coördinatie tussen de besturingsmiddelen? Welke hiërarchie is noodzakelijk? - Welke FACTS (Flexible AC Transmission System) en FACDS (Flexible AC Distribution System) componenten zijn geschikt voor transmissie- en distributienetwerken?

15

-

Wat is de rol van opslag en welke technologieën zijn daarvoor het meest geschikt? Wat is de informatiebehoefte en wat zijn de informatiestromen in het intelligente net van de toekomst? Hoe is de ICT geïntegreerd in de beveiligingen en de controllers, zodat ze (pro-)actief reageren op verstoringen in de netten? Welke ontwikkelingen zijn maatschappelijk gewenst? Wat zijn bijbehorende mogelijke transitietrajecten? Hoe verlopen besluitvormingsprocessen?

Hieruit zijn de volgende speerpunten voor onderzoek af te leiden, waarbij tevens enkele voorbeelden zijn genoemd met tussen haakjes de bedrijfstakken, voor wie dit nieuwe producten en diensten zal gaan opleveren: -

-

-

-

-

-

Nieuwe besturingsconcepten voor transportnetten (ICT bedrijven) Inzet van FACTS componenten, bijvoorbeeld vermogenselektronica voor gerichte sturing van bulktransport. (toeleveranciers voor ABB, Siemens, GE en Areva, systeemconsultancy en systeembouw bedrijven) Internetachtig distributienet met inzet van FACDS, bijvoorbeeld smart-transformator, opslagsystemen en samenwerkende kleine decentrale opwekkers in een groter geheel (fabrikanten, toeleveranciers, ICT bedrijven, installateurs en adviesbedrijven) Technieken voor balanshandhaving, bijvoorbeeld via lokale vraag-aanbod marktmodellen en opslagsystemen (fabrikanten, software bedrijven, handelaren en installateurs) Verbetering Power Quality, betrouwbaarheid en stabiliteit, bijvoorbeeld door vermogenselektronische systemen en regel- en besturingsconcepten (fabrikanten, adviesbureaus, meet- en testbedrijven, installatiebedrijven) Inzet van communicatie en informatietechnologie, bijvoorbeeld voor (lokale) optimalisatie en informatievoorziening ten behoeve van de markt (ICT bedrijven, service providers, consultancy) Methoden van energieoverdracht, bijvoorbeeld via gelijkstroom (DC), inductief of zelfs draadloos (toeleveranciers, fabrikaten, systeem- en conceptontwikkelaars) Meetbaarheid en integriteitsvastelling, bijvoorbeeld dynamische belastbaarheden van kabels en lijnen, nauwkeurigheid van meetgegevens ten behoeve van besturing (meet-, consultancy, verzekerings- en accountancy bedrijven) Simulatie en testbaarheid, bijvoorbeeld van netten met veel decentrale opwekkers en in een virtuele centrale samenwerkende micowarmtekracht installaties (markt voor test en consultancy bedrijven) Systeemintegratie, bijvoorbeeld van windparken, grote aantallen kleine duurzame flucturerend bronnen en nieuwe componenten zoals stroombegrenzers maar ook het samenspel tussen wissel (AC) en gelijkstroom (installatiebedrijven, systeemintegrators en consultancy) Transitietrajecten, mede gedreven door de overheid, bijvoorbeeld simulaties (gaming) om een betaalbare, duurzame en betrouwbare energievoorziening te onderzoeken, inclusief markten en organisaties (software bedrijven, simulatie- en gaming bedrijven en adviesbedrijven).

Voor het Nederlandse bedrijfsleven zijn binnen dit thema dus velerlei economische activiteiten te ontwikkelen, met name voor ICT en software bedrijven, (toeleveranciers van) fabrikanten, installatie- & samenbouw en testen en consultancy.

16

3.3 Thema 2: Vermogensconversie Onder het begrip vermogensconversie wordt verstaan dat elektrische energie onder een beschikbare vorm wordt omgezet naar elektrische energie onder een gewenste vorm, maar ook de omzetting van elektrische naar mechanische energie zoals bijvoorbeeld in motoren en actuatoren (vermogensversterkers en regelaars). Doelstelling: grensverleggend onderzoek voor innovatieve systeemgeïntegreerde omzetters in speerpunt technologieën . Doorbraak-trendbreuk: programmeerbare modulaire universele bouwstenen die geïntegreerd kunnen worden in systeemcomponenten De ontwikkeling van nieuwe concepten voor omzetters of elektrische energieconversiesystemen vraagt om geavanceerde middelen voor de analyse, het ontwerp, de optimalisering, de fabricage en de verpakking. Dit veronderstelt een integrale ontwerpbenadering waarin vermogenselektronische, elektromagnetische en elektromechanische aspecten aan bod komen en waarbij gebruik wordt gemaakt van grensverleggende analytische, numerieke of gecombineerd analytisch-numerieke modellen samen met intelligent energie management en aansturing. De optimalisering van de omzetters gebeurt bij voorkeur multi-disciplinair en multi-objectief. Nieuwe technologieën voor fabricage en verpakking zijn gericht op modulariteit en (productie)automatisering. Deze hierboven beschreven nieuwe omzetterconcepten leiden tot een of meerdere doorbraken op het gebied van systeemarchitectuur, stationaire en/of dynamische prestaties, vermogensdichtheid, power quality prestatie, flexibiliteit, betrouwbaarheid, intelligentie, levensduur of kostprijs. Eventueel wordt gebruik gemaakt van nieuwe, commercieel beschikbaar komende componenten of componenten die binnen het IOP thema Vermogensconversie zelf ontwikkeld worden. Voor optimale prestaties op systeemniveau is het namelijk noodzakelijk dat de componenten als integraal onderdeel van hun omgeving worden ontworpen, niet alleen de elektrische interface, maar ook interfaces voor warmte, afmetingen en vorm, EMC, regeling en beveiliging moeten zo goed mogelijk in het systeem worden geïntegreerd. Het ideaal is dat vermogenselektronische omzetters programmeerbare modulaire universele bouwstenen zijn die geïntegreerd worden in de andere systeemcomponenten. Het klein maken van omzetters is de eerste stap in het proces om deze beter in een groter systeem te kunnen integreren. Dit impliceert dat omzetters aan speciale eisen moeten voldoen. Het gaat dus niet alleen om hoge vermogensdichtheid en programmeerbaarheid van de gewenste functie maar het vraagt ook een flexibele vorm, het voldoen aan bijzondere mechanische, thermische en EMI-EMC eisen en de toepassing van technologieën aangepast aan de assemblagetechniek van de systeemcomponent. Het betreft hier elektromagnetische, elektromechanische en vermogenselektronische omzetters, eventueel ingebed in nieuwe-technologie bronnen (van licht, warmte, trilling, etc.) en nieuwetechnologie belastingen.(DC, pulserend, chaotisch, etc.). De ontwerpen zijn gericht op lage EMI op componentniveau en hoge EMC op systeemniveau. Voorbeelden van speerpunttechnologieën voor omzetters zijn: - precisie technologie: IC productie apparaten (wafer scanners), automatische pick&place machines voor containers en magazijnen, geautomatiseerde PCB (printplaten) soldeer machines (wire bounders), apparatuur om CD’s en DVD’s te produceren (mastering devices), gedistribureerde meet-, regel- en versterkersystemen voor vervormbare of gesegmenteerde structuren zoals vliegtuigprofielen en bouwconstructievormen voor de bouw - geïntegreerde elektromagnetische systemen: concentratie en afscherming van magnetische velden, machines, sensoren en versterkers, magnetische lagering, levitatie en voortstuwing voor toepassing in productiemachines - vermogenselektronica in de elektriciteitsvoorziening: onderlinge koppeling van duurzame energiebronnen en opslagsystemen, het onafhankelijk kunnen werken van het publieke net (eilandbedrijf), flexibele koppeling van opwekkers met het distributienet waardoor bijvoorbeeld windturbines kunnen bijdragen aan netondersteuning tijdens foutsituaties of regel- en reserve vermogen leveren, verbetering van de power quality op het punt van aansluiting met het publieke net en in het net van de gebruiker, geïntegreerde omzetters in bronnen (bijvoorbeeld PV en wind) en belastingen (bijvoorbeeld motoren, verlichting) en

17

-

-

-

-

voor overdracht van informatie (bijvoorbeeld zenders en routers) waardoor “individuele” losse tussengeschakelde omzetters verdwijnen mobiliteit: nieuwe op elektriciteit gebaseerde transportconcepten zoals geleid file-rijden en metrosystemen, zelfs zweeftreinen , integratie van vermogenselektronica en elektromechanische machines in het vliegwiel van een hybride automotive aandrijving in combinatie met energiemanagement mensen: omzetters voor energieopwekking uit bijvoorbeeld trillingen, loopbeweging en temperatuur ten behoeve van draagbare apparaten zoals mp3- muziek, medische implantaten en “kwaliteit-van-leven” bevorderende toepassingen als geautomatiseerde medicijndosering en ademhalingsondersteunende apparatuur procesindustrie: toepassen van em-velden in pulstoepassing bij bijvoorbeeld gasreiniging of uitstoot van dieselauto’s maar ook in de voedingsmiddelenindustrie voor pasteurisatie, in de metaalbewerkingsindustrie voor het elektromagnetische vormen, vervormen en persen van bijvoorbeeld blikjes huiscomfort: draadloze energieoverdracht naar bijvoorbeeld audio en TV geeft meer ontwerpvrijheid en gemak voor de gebruiker, driedimensionale beschikbaarheid van energie, het in feite niet meer gebonden zijn aan wandcontactdozen, koppeling met de ICT infrastructuur (o.a. domotica, beveiliging en medische hulpmiddelen) in huis en kantoor.

Bedrijven als Philips, ASML, Exendis, Prorail, installatiebedrijven en systeemsamenbouwers, maar ook de Nederlandse apparatenbouw zoals ter Stake en procesindustrie zoals Unilever en toelevering van automotive (Corus, Polynorm) samen met innovatieve ICT en software ontwerpers zien unieke product markt combinaties ontstaan.

18

3.4 Thema 3: Componenten Doelstelling: ontwikkeling van componenten die geschikt zijn voor elektriciteitsvoorzieningssystemen van de toekomst en passend bij de behoefte van de samenleving. Doorbraak trendbreuk: elektriciteitsvoorziening volledig modulair opgebouwd op basis van “plug en play “ Globaal kunnen de elektriciteitsvoorzieningssystemen in twee groepen worden gedeeld. Een groep heeft te maken heeft met elektriciteitsvoorziening van grote (publieke) netten zoals het openbare net en de tractieenergievoorziening van treinen. De andere groep heeft te maken met de (lokale) elektriciteitsvoorziening van voertuigen, huizen en machines. Beide groepen komen aan bod.

Grote (publieke) netten Netbeheerders zijn dienstverleners. Ze leveren transportdienst aan de aangesloten opwekkers en afnemers. De processen, de businesscases van die partijen worden door de netbeheerder gefaciliteerd. Niet transporteren van elektrische energie brengt hen schade. Het altijd voorkomen van schade, oftewel oneindige kwaliteit van het transport betekent het failliet van het transportbedrijf (netbeheerder). De transportdienst (MWh, MVA, A) behoeft voor het transport een systeem (netwerk) voor de geleiding. Het systeem is samengesteld uit componenten zoals computers, telecommunicatie apparatuur, schakelaars, transformatoren, kabels, masten met een bepaalde sterkte, etc. Innovatie of ontwikkeling op het gebied van netten begeeft zich op de verschillende domeinen die hieruit ontstaan, elk met hun eigen soort van business case en rendement: - meer transportkwaliteit en of hoeveelheid tegen lagere kosten, door meer stroom door hetzelfde systeem te sturen; - lagere kosten en of nieuwe rendabele mogelijkheden door het systeem slimmer samen te stellen; - lagere kosten en of nieuwe rendabele mogelijkheden door handiger componenten. Als uitsluitend gekeken wordt naar de (beperkte) industrie in Nederland met betrekking tot componenten voor netten valt er in Nederland weinig te halen, behalve transformatoren, kabel & appendages en schakelaars. Op de andere terreinen, gerelateerd aan de transportdienst van netbeheerders en hetgeen zich daaromheen aandient, zijn binnen het thema componenten veel aanknopingspunten te vinden voor innovatie en productontwikkeling. Netwerken zijn samengesteld uit componenten die doorgaans op de markt (“de industrie”) verkrijgbaar zijn en die in het ontwerp worden samengesteld tot netonderdelen met gebruiksmogelijkheden en beperkingen. De wereld van de elektrische infrastructuur is sterk veranderd: • Omgevingswaarden worden zwaarder gewogen: horizonvervuiling door windturbines, ruimtebeslag door kabels en lijnen, gezondheidseffecten zoals de laagfrequente elektromagnetische velden (EMF) • Er worden hogere eisen gesteld aan de realisering, snelle levertijden en korte bouwtijden (maanden in plaats van jaren), ongemakken tijdens de bouw zoals het niet toegankelijk zijn van delen van de binnenstad, flexibiliteit & modulariteit om de inzetbaarheid en investering (en hiermee de risico’s te beperken) • Kwetsbaarheid voor menselijk falen, natuurrampen en terrorisme, en tegenmaatregelen om deze kwetsbaarheid te reduceren zijn sterk onder de aandacht gekomen • Betrouwbaarheids- en kwaliteitseisen (spanningsfluctuaties, dips en onderbrekingen) om correct functioneren van apparatuur te garanderen worden meer en meer opgelegd en de prestaties moeten objectief en transparant gemeten worden en toegankelijk zijn • Op basis van de hele life-cycle (aanleg, beheer, effecten tijden bedrijfsvoering en amovering) moeten netwerken efficiënter zijn, gemeten in o.a. kosten, verliezen en onderhoudsinspanning • Netten moeten een grilliger transportvraag faciliteren, veroorzaakt door de toenemende onzekerheid in vraag en aanbod, en mogen niet beperkend zijn met betrekking tot aansluitingen van bijvoorbeeld wind, PV-systemen en microwarmtekracht en capaciteit (maximale stroombelasting en ongunstige verdeling van vermogensstromen)

19

•

Als gevolg van deregulering en decentrale opwekking is er een verschuiving van een ‘verticaal’ bedreven net naar een ‘horizontaal’ bedreven net, dat vraagt om een nieuw soort componenten voor de koppeling tussen het (bulk)transportnet en de deels zelfvoorzienende distributienetten, bijvoorbeeld gebruikmakend van gelijkstroom. Maar ook nieuwe beveiligingssystemen en bijbehorende schakelende componenten die rekening houden met stromen in twee (meerdere) richtingen.

Intelligente netten vragen derhalve om andersoortige componenten dan de thans nog gangbare ‘domme’ passieve (koper-ijzer) componenten. De componenten moeten intelligent gemaakt worden en daarnaast zijn componenten nodig die nieuwe of meerdere functies tegelijk vervullen. De combinatie van innoverende netbedrijven als Continuon en TenneT, met de resterende Nederlandse maakindustrie zoals Eaton, Smit Transformatoren, Exendis, Pirelli in combinatie met ICT en softwarebedrijven zoals TNO telecom, Locomotion, Phase to Phase, installatiebedrijven zoals nettenbouw en adviseurs en systeemintegrators zoals KEMA hebben in dit werkveld nadrukkelijk kansen.

(lokale) Elektriciteitsvoorziening Naast in elektriciteitsnetten worden elektrische systemen in voertuigen (platforms) en machines in een hoog tempo complexer en geavanceerder en nemen toe in vermogen. Pneumatische en hydraulische systemen, (bijvoorbeeld vering en sturing) worden vervangen door elektronische en elektromechanische systemen die meerdere functies en bovendien intelligentie moeten hebben. Deze trend is van toepassing op bijna alle soorten voertuigen zoals auto’s, bussen, gevechtsvoertuigen, schepen, lucht- en ruimtevaart en in feite rijdt, vaart of vliegt er al niets meer zonder EMVT-systemen. Deze trend zet verder door en vraagt om nieuwe componenten die: - zo klein en zo licht mogelijk zijn voor gewichtsbesparing, alternatieve plaatsing waardoor andere ontwerpen mogelijk worden en het vergroten van de “nuttige” ruimte - een hoog rendement hebben om zuinig om te gaan met (steeds minder) brandstof en om onnodige warmteontwikkeling te voorkomen - kunnen werken bij hoge omgevingstemperaturen (>100oC) in productiemachines en extreme (weers-) omstandigheden bijvoorbeeld op zee - ontworpen zijn als integraal onderdeel van hun omgeving, rekening houdend met o.a. warmteproductie, afmeting en vorm, EMC, besturing & regeling - meer en betere diagnostische informatie kunnen leveren voor de besturingssystemen maar ook naar de gebruiker en de omgeving, bijvoorbeeld het automatisch doormelden van storingen en zelfs hierop vanuit afstand corrigerende maatregelen ontvangen. - een lage EM emissie hebben zodat andere systemen (zoals gebruikers) niet gestoord worden en ongevoelig zijn voor storingen door andere systemen, hetgeen kan leiden tot niet-correct functioneren of uitval van functies. Nederlandse bedrijven zijn belangrijke toeleveranciers van elektrische componenten voor voertuigen. Voorbeelden van zulke bedrijven zijn: Broox, Urenco Aerospace, Stork Aerospace, Imtech, Mastervolt, CCM, Alewijnse, Bakker Sliedrecht, IHC en anderen. Deze hebben een goede uitgangspositie voor het ontwikkelen van EMVT innovaties tot producten. Oplossingen liggen in betaalbare componenten die schoner, onkwetsbaarder, goedkoper, lichter, kleiner, met minder verliezen, slimmer, temperatuurbestendiger en piekbelastingbestendiger zijn. Met andere woorden: componenten die de veranderende eisen en omstandigheden beter faciliteren dan bestaande. Voorbeelden van speerpunten voor componenten voor zowel (publieke) netten als (lokale) netten in voertuigen, huizen en machines zijn: - droge eindsluitingen van kabels met minder kans of storingen en geringere milieubelasting, droge transformatoren (zonder olie en daardoor onder meer brandveilig) voor nettoepassingen - (solid state) componenten die stroom in netten gecontroleerd begrenzen tot een veilige waarde in geval van kortsluiting of storing in plaats van de grote kortsluitstroom afschakelen met meer kans op gevolgschade bij falen van de schakelaar - wegwerpcomponenten, bijvoorbeeld om een snelle foutzoeking en reparatie mogelijk te maken - efficiënte middenspanningsautomaten (reclosures) die bij storingen in het net fouten proberen te isoleren, op te lossen en daarna weer automatisch in of om te schakelen met minimale gevolgen voor de gebruiker

20

-

-

-

-

-

gedistribueerde intelligente netcomponenten voor regeling en beveiliging van het openbare net zodat enerzijds het net stabiel blijft en een gegarandeerde hoge spanningskwaliteit heeft, maar anderzijds ook onder alle omstandigheden veilig werken door monteurs mogelijk maakt bij storingen multifunctionele componenten, zichzelf controlerende componenten en adaptieve componenten die optimaal gebruik maken van ICT en sensortechniek; op deze wijze ontstaan “fail-safe” systemen waarmee de elektrische voorziening onder bijna alle omstandigheden gewaarborgd blijft nieuwe generatorconcepten voor duurzame elektriciteitsopwekkers, zoals drijvende flexibele ringgeneratoren voor verticale as windturbines voor off-shore toepasingen compacte lichtgewichtcomponenten voor voer-, vaar en vliegtuigen zoals voedingen voor schepen die aan de wal liggen zodat de diesels niet gebruikt hoeven te worden, aandrijvingen voor pompen en luchtcompressors in cabines van vliegtuigen, efficiënte hoogtoerige starter/generator sets voor vliegtuigen zodat geen gebruik hoeft te worden gemaakt van de vliegtuigmotoren, regel en bestuurinrichtingen voor auto’s (o.a. voor besturing, remmen, vering, kleppen), energiemanagement systemen (inclusief batterijmanagement) generatorsystemen voor energieopwekking door middel van trilling en temperatuur, zogenaamd ‘energy scavenging’ voor draagbare apparatuur zoals muziekspelers en implantaten (de mens als platform) compacte (permanent magneet) generatoren voor pod-concepten in schepen waardoor flexibelere ontwerpmogelijkheden worden verkregen dan bij gebruik maken van een of meerdere starre schroefassen snelle hoge temperatuur (solid state) halfgeleiderschakelaars geschikt voor hoge spanningen en grote stromen met geringe verliezen op basis van siliciumcarbide (SiC) waardoor omzetters minder componenten bevatten en daardoor kleiner en betrouwbaarder kunnen worden. systemen van belastingen en andere componenten die adaptief gedrag vertonen zoals bijvoorbeeld tijdelijk afschakelen van niet essentiële functies, inzet van extra opwekking of opslag en re-routing van bekabeling o.a. afhankelijk van de beschikbaarheid van vermogen, omgevingscondities en storingen waardoor de robuustheid en beschikbaarheid toeneemt.

21

3.5 Samenhang tussen de thema’s In het eerste Meerjarenprogramma is duidelijk de samenhang tussen de indertijd gekozen thema’s weergegeven, waarbij EMC de verbindende factor was tussen (intelligentie in) netten en converters. Nu het thema netten naar een hoger plan (systeemniveau) wordt gebracht is het niet meer dan logisch dat EMC als afzonderlijk thema verdwijnt en wordt opgenomen als integraal onderdeel (aspect) van alle thema’s van het tweede Meerjarenprogramma. Er bestaat immers de wens om meer convergentie in het tweede Meerjarenprogramma te krijgen richting concrete product- en dienstontwikkeling. Om het IOP EMVT in de tweede fase succesvol af te ronden dient deze convergentiebehoefte naar producten en concretisering van “Intelligentie in netten” naar “Intelligente netten” te leiden tot het thema ‘Componenten’.

Een systeem, bijvoorbeeld een intelligent net (dit kan zowel de publieke elektriciteitsvoorziening zijn als het lokale stroomnet van een huis, voertuig of machine) bestaat uit componenten die onderling zijn gekoppeld, wisselwerking hebben met elkaar en het systeem als geheel en samenwerken in een of meerdere besturingssystemen. Het systeem krijgt signalen en gegevens van de “buitenwereld” en statusinformatie van de “binnenwereld” via meetopnemers en sensoren. Deze informatie wordt verwerkt en leidt tot regelacties en bijstellingen van afzonderlijke componenten en hiermee van het systeem als geheel. Netten vertegenwoordigen het systeemniveau en converters zijn (meestal) een onderdeel van de individuele componenten waaruit het systeem is opgebouwd. Onderstaande figuur geeft de relaties tussen de thema’s nog eens duidelijk weer.

sensor

systeem omzetters sensor

component

sensor

component

sensor

Figuur 4 - illustratievan systeem bestaande uit componenten, convertors(omzetters) en sensoren.

De rode draad, als verbindend element van de in de vorige paragrafen beschreven onderzoeksthema’s voor de tweede fase van het IOP EMVT is de decentralisatie van de energie-opwekking gekoppeld aan een toenemende elektrificatie van de samenleving, welke een steeds efficiëntere omzetting van elektrisch vermogen vereist om aan milieu- en duurzaamheidsdoelstellingen te kunnen voldoen.

22

3.6 Beoordelingscriteria Voor het IOP EMVT-II ligt de nadruk meer op concrete toepassingen en het ‘kapitaliseren’ van de kennis die is opgedaan in het IOP EMVT-I. Bij de beoordeling van de ingediende projecten zal extra gewicht worden toegekend aan de gebruikmaking van de vanuit het Apparatuurfonds opgebouwde infrastructuur zoals de RTDS, het PQ-lab en het EMVT-lab. Bovendien zullen de aspecten die genoemd zijn bij Economische relevantie meer belang krijgen . Bij de beoordeling van ingediende projecten zal eerst getoetst worden of aan alle eisen zoals genoemd in de Ministeriele Regeling is voldaan, zoals te verwachten positieve gevolgen voor de Nederlandse industrie. Daarna zal aan de hand van de volgende vier beoordelingscriteria een kwaliteitsvergelijking van de ingediende projecten worden gemaakt door de Programmacommissie: specifieke doelstellingen van het IOP, kwaliteit en innovativiteit, economische relevantie, bijdrage aan duurzame ontwikkleing. Bij elk van deze criteria is een aantal aspecten opgenomen die bij de beoordeling van dat criterium een rol spelen. •

Specifieke doelstellingen van het IOP: o Er zijn drie thema’s geformuleerd: intelligente netten, vermogensconversie en componenten. Voor elk van deze thema’s zijn in de voorgaande vier paragrafen specifieke doelstellingen en een doorbraak of trendbreuk gedefinieerd. Bij de beoordeling wordt daarnaast gekeken naar: Aansluiting bij programma: mate waarin het onderzoek past binnen de thema’s en de balans tussen thema’s. Omvangrijke en hechte samenwerking tussen wetenschappers onderling (vanuit verschillende disciplines en instituten) voor het oplossen van fundamenteel-technische vragen. Omvangrijke en intensieve samenwerking tussen groepen wetenschappers en de industrie om EMVT-technologie voor nieuwe toepassingen te genereren . • Kwaliteit en innovativiteit: o Kennisontwikkeling. o Onderzoeksvraag/probleemstelling o Nieuwheid/oorspronkelijkheid van het onderzoek (vergelijk met (inter)nationale state-of-the-art) o Aanpak (geschiktheid onderzoekmethode en –opzet) o Competentie onderzoeksteam o Haalbaarheid/realisme van de doelstellingen, beschikbaarheid benodigde infrastructuur o Samenwerking en taakverdeling binnen het project o Projectmanagement: opzet, sturing, tijdsplanning, kosten o Projectbegroting • Economische relevantie: o Strategisch onderzoek, gedreven door de middellange termijn visie uit de industrie. o Belang voor de Nederlandse industrie o Gerichtheid op nieuwe ontwikkelingen, spin-offs e.d. o Toepassingskansen van de resultaten (op middellange termijn) o Kennisoverdracht tussen kennisinfrastructuur en industrie (in beide richtingen) o Bijdrage aan de clustervorming • Bijdrage aan duurzame ontwikkeling: o Een project moet voor een positieve beoordeling een duurzaamheidkarakter hebben. De score voor duurzaamheid wordt bepaald aan de hand van het belang van het maatschappelijk probleem en de impact van het project daarop. Dit criterium is van toepassing voor zover projecten industrieel onderzoek of preconcurrentiële ontwikkeling bevatten, omdat over het duurzaamheidaspect van fundamenteel onderzoek in het algemeen weinig te zeggen valt. Op deze criteria kan gescoord worden op een schaal van 1 (slecht) tot en met 5 (zeer goed). Elk van de vier criteria zal even zwaar wegen bij de uiteindelijke rangschikking. Opgemerkt dient te worden dat er op zal worden toegezien dat het bedrijfsleven stuurt en dat een breed draagvlak aanwezig is. De indienende combinatie dient daarom te bestaan uit universiteit, kennisinstituut en bedrijf, liefst aangevuld met een internationale dimensie. Daarom dient de internationale kennisontwikkeling duidelijk te worden aangegeven in de A4-voorstellen.

23

4 Zwaartepuntvorming De hoofddoelstelling van het IOP is het geven van een tijdelijke impuls aan het onderzoeksterrein van EMVT. Deze impuls moet ertoe leiden dat de Nederlandse kennisinfrastructuur en het Nederlandse bedrijfsleven blijvend zullen samenwerken en voorop gaan lopen in bepaalde technologische ontwikkelingen op dit vakgebied. Deze doelstelling wil het IOP bereiken door de volgende activiteiten te stimuleren: • Het ontwikkelen van technisch-wetenschappelijke achtergrondkennis en expertise en het daarbij opleiden van onderzoekers op gebieden die voor de middellange termijn uitzicht bieden op kansrijke innovaties; • Het vormen van netwerken tussen instellingen en bedrijfsleven en het daarbij tot stand brengen van aansluiting bij internationale programma's en netwerken; • Het benutten van de ontwikkelde kennis door een optimale kennisuitwisseling met het bedrijfsleven; • Het versterken van de (inter)nationale positie van de kennisinfrastructuur door zwaartepuntvorming en taakverdeling. Om dit effectief te doen vervult een IOP meerdere functies: • identificeren en bundelen van de industriële kennisbehoefte (vraagarticulatie) • koppelen van kennisvraag en kennisaanbod (matchen) • (coördineren en) stimuleren van kennisontwikkeling (aanbod) • verspreiding en uitwisseling van kennis (kennisoverdracht) • op- en uitbouw van netwerken (netwerken) De bereikte resultaten na het eerste Meerjarenprogramma IOP EMVT in beschouwing nemend, zijn er duidelijke indicaties dat de zwaartepuntvorming succesvol verloopt. In de Statusrapportage (ref. 6) is voor verschillende hierboven genoemde aspecten de voortgang in bereikte volumes en massa aangegeven. Een concreet signaal voor de blijvende samenwerking op het gebied van EMVT tussen de Nederlandse universiteiten, kennisinstituten en bedrijfsleven is de met steun van het bedrijfsleven op gang gekomen samenwerking binnen de stichting EMVT laboratorium tussen, vooralsnog, de technische universiteiten van Eindhoven en Delft, ECN en KEMA, met steun van het bedrijfsleven. Een andere observering is dat de gedegen netwerkvorming binnen Nederland, zich nu zichtbaar uitbreidt naar andere Nederlandse bedrijven in de periferie van EMVT (o.a. Gasunie) en naar de rest van de wereld via participatie in en organisatie van conferenties. Er zijn nieuwe uitbestedingsrelaties ontstaan tussen bedrijven in het netwerk zoals tussen Exendis en ASML. Participerende bedrijven zien de toegevoegde waarde en dat uit zich in enthousiaste deelname aan gebruikersgroepen en zelfs de inzet van eigen medewerkers als promovendus (door Continuon en KEMA). Samenwerking van partijen die betrokken zijn in het IOP EMVT vindt ook in toenemende mate plaats buiten het IOP zoals in het EOS Lange Termijn programma ‘opwekking en netten’, het NWO-Novem programma, het BSIK programma ‘we@sea’ en verschillende transitieprogramma’s van de overheid. Nadrukkelijk zal in dit tweede Meerjarenprogramma ook de reeds opgebouwde (en in aanbouw zijnde) experimentele infrastructuur rondom TU/e, TUD, ECN en KEMA een prominente plaats krijgen. Deze infrastructuur fungeert als focuspunt en leidt tot zwaartepuntvorming door de creatie van een center of excellence. Zeker nu het IOP EMVT aanhaakt aan het EOS lange termijn en demonstratie onderzoek en ingebed raakt in het Europese 7e kader programma bij het prioriteitsthema “smart power systems – networks of the future”.Dat geldt evenzeer voor het aansluiten bij het onlangs gelanceerde DER labs Network of Excellence ( www.der-lab.net ) dat zich tot doel heeft gesteld de integratie van duurzame energiebronnen (Renewable Energy Sources) en gedistribureerde opwekking (Distributed Generation) te bevorderen door gemeenschappelijk eisen, power quality kwaliteitscriteria, pre-standardisatie en tests te ontwikkelen. Er zijn zelfs plannen om rondom EMVT een SmartMix programma te ontwikkelen.

24

De huidige experimentele infrastructuur bestaat momenteel uit: - de RTDS (Real Time Digital Simulator) bij de TU Delft, de op een na grootste elektriciteitsnetsimulator ter wereld - het Power Quality laboratorium bij de TU Eindhoven - het EMVT-laboratorium bij KEMA Arnhem, dat thans in aanbouw is voor onderzoek van de Nederlandse kennisinfrastructuur en dat uniek in zijn soort in de wereld is. Nieuwe diensten die worden ontwikkeld zijn o.a.: - proof of concept, proof of principle en prototypes van componenten - nieuwe regel- en bestuuralgoritmes van omzetters - het ontwikkelen en testen van nieuwe producten met fabrikanten - het ontwikkelen en aanbieden van integraal testen, in een later stadium ook gedistribueerd testen - het ontwikkelen van nieuwe modellering, simulatie- en gaming gereedschap - het ontwikkelen van nieuw meet- en testprocedures - ontwikkelen en evalueren van eisen voor inpassing, veiligheid, kwaliteit, bedrijfsvoering en communicatie - competentie-ontwikkeling voor het bedrijven van research en test faciliteiten - ontwikkelen van technische expertise, gebaseerd op projecten, ten behoeve van advisering - ondersteuning bij opleiding en training - bijdragen aan de ontwikkeling van standaards

25

5 Kennisoverdracht, Netwerkvorming en Verankering 5.1 Inleiding

Het IOP EMVT genereert hoogwaardige kennis op het gebied van Elektromagnetische Vermogenstechniek. Deze kennis moet worden toegepast om te renderen. Daarom dient deze kennis te worden overgedragen naar de potentiële gebruikers. De daartoe gewenste activiteiten worden in het Kennisoverdrachts- en Verankeringsplan van het IOP EMVT gepresenteerd (ref. 7), dat is opgesteld door de Kennisoverdrachtcommissie van het IOP EMVT. Het toepassingsgebied van EMVT als enabling technology is zeer breed. De doelgroepen bevinden zich bij bedrijven in de elektriciteitsketen, van opwekking, transmissie en distributie tot en met eindgebruik, dus ook fabrikanten van producten en systemen uit de sectoren van de apparaten- en machinebouw, elektrotechnische producten en componenten. Ook de installatiebranche speelt een belangrijke rol. Er kan daarmee niet gesproken worden over één goed af te bakenen markt- of bedrijfskolom voor EMVT. Verankering is een van de doelstellingen van het IOP en om die te realiseren dienen activiteiten te worden ontwikkeld. Het AIDA model is een goed hulpmiddel om deze activiteiten te structureren. Het gebruik van dit model wordt in dit hoofdstuk toegelicht en nader uitgewerkt tot een AIDA-matrix, waarin alle activiteiten voor kennisoverdracht en verankering op overzichtelijke wijze worden geordend.

5.2 Verankering In het kader van het IOP wordt onder verankering verstaan: een duurzame netwerkvorming en samenwerking tussen de industrie, de universiteiten en onderzoeksinstituten. Hierdoor kunnen resultaten van het IOP op directe of indirecte wijze toepassing vinden in de industrie. Tevens waarborgt verankering continuïteit in het onderzoek. Uitgegaan wordt van een drietal praktische, overigens niet onafhankelijke, benaderingswijzen van verankering, te weten: o verankering in de zin van het ontstaan van een duurzaam netwerk tussen de industrie, de universiteiten en onderzoeksinstituten; o verankering in de zin van kennisoverdracht en implementatie van de resultaten van het met IOP-middelen gesubsidieerde onderzoek; o verankering in de zin van continuïteit van onderzoek en ontwikkeling na afloop van het IOP. Vooral de eerste en de laatste benaderingswijzen liggen in elkaars verlengde. Het gedurende de uitvoering van de IOP projecten opgebouwde netwerk is weliswaar hecht maar niet groot, maar waarschijnlijk uit zichzelf niet duurzaam genoeg om langere tijd stand te houden, na voltooiing van de onderzoeksactiviteiten in het kader van het IOP. Voor het bewerkstelligen van verankering kunnen de volgende activiteiten worden opgezet: o netwerkvorming; o kennisoverdracht: het overdragen en gebruiken van kennis door de doelgroepen; o voorzetting kennisontwikkeling na het IOP: taakverdeling en zwaartepuntvorming. Vanuit deze definitie is kennisoverdracht dus een van de middelen tot verankering. Het Kennisoverdrachts- en Verankeringsplan (ref. 7) concentreert zich op de activiteiten netwerkvorming en kennisoverdracht. De wijze waarop de beoogde verankering kan volgen uit de geplande kennisoverdrachtacties wordt overigens niet in detail uitgewerkt. Het zogenaamde AIDA model is een goed hulpmiddel om inzicht te verkrijgen in de samenhang en ordening van de activiteiten, die kunnen worden ontplooid.

26

5.3 AIDA Het gangbare AIDA model beschrijft de verschillende fasen die moeten worden doorlopen, voordat iemand daadwerkelijk beschikbare kennis tot zich neemt en deze zal gaan toepassen. (De naam van het model is het acroniem van deze fasen.) De vier fasen van het AIDA-model kunnen worden gekoppeld aan niveau’s waarop kennisoverdracht plaats kan vinden. Gewoonlijk worden daarbij drie niveau’s onderscheiden: macro = massabenadering meso = groepsbenadering micro = persoonlijke benadering Het bereiken van de doelgroepen vindt aanvankelijk meestal op macro-niveau plaats en spitst zich gedurende de tijd steeds verder toe op kleinere doelgroepen of zelfs een 1:1 relatie. Door de vier fasen van het AIDA-model uit te zetten tegen deze drie niveaus waarop kennisoverdracht kan plaatsvinden, ontstaat een AIDA-matrix, die in onderstaande figuur is weergegeven. Hierin kunnen verschillende activiteiten van kennisoverdracht worden gerangschikt. Kennisoverdracht volgt gewoonlijk de richting van de pijlen: organisaties doorlopen de AIDA-stappen, startend bij awareness en eindigend bij action. Dit wordt weergegeven door de diagonale band, die in de matrix is aangegeven. Hierin ligt het grootste deel van de activiteiten, aangezien awareness activiteiten meestal op grotere doelgroepen zijn gericht (macro/meso) en action activiteiten veelal 1:1 of in kleine groepen plaatsvinden. De AIDA-matrix wordt gevuld met concrete vormen van activiteiten waarin kennisoverdracht plaatsvindt. Hiervan zijn enige voorbeelden in onderstaande figuur opgenomen.

Awareness

Interest

Desire

Action

Beurzen

Congres

Educatie

Internetsite

Regionale bijeenkomst

Demonstratie bijeenkomst

Praktijk proeven

Branche actieprogramma

Aansnijden bij adviesgesprek

Helpdesk

Bezoek adviseur

AIO bij bedrijf aan het werk

Macro

Meso

Micro

Figuur 5: AIDA-matrix: de meest voorkomende ontwikkelingsrichtingen en bandbreedte waarin de activiteiten voorkomen bij kennisoverdracht.

In het geval van het IOP zullen niet alle activiteiten in de linkerbovenhoek hoeven te beginnen, omdat er, mede door kennisoverdrachtsactiviteiten tijdens de uitvoering van het IOP, reeds een (beperkt) aantal organisaties in de Interest, Desire of Action fase zijn gekomen, zodat de best passende acties voor hen veelal op meso- of microniveau liggen.

27

Kennisoverdrachtactiviteiten dragen er in principe toe bij om duurzame netwerken tot stand te brengen en om de in een IOP project ontwikkelde kennis te laten benutten. Deze activiteiten dienen wel te worden toegespitst op de aard van het netwerk of de doelgroep waarop zij zijn gericht. De doelgroepen die relevant zijn voor het IOP EMVT worden in het KOC-plan nader geïdentificeerd. Voor het verkrijgen van duurzame netwerken die kunnen leiden tot verankering van het IOP onderzoek is er duidelijk meer nodig dan alleen maar een aantal activiteiten in het kader van kennisoverdracht. Om het huidige netwerk van onderzoekers, industrie en onderwijs verder uit te breiden en in stand te houden moet de onderlinge betrokkenheid worden versterkt. Hierbij zullen zeker de unieke faciliteiten, die dankzij het Apparatuurfonds EMVT konden worden gerealiseerd, een rol spelen. Het gaat hierbij om: - de RTDS (Real Time Digital Simulator) bij de TU Delft, de op een na grootste elektriciteitsnetsimulator ter wereld - het Power Quality laboratorium bij de TU Eindhoven - het EMVT-laboratorium bij KEMA Arnhem, dat thans in aanbouw is voor onderzoek van de Nederlandse kennisinfrastructuur en dat uniek in zijn soort in de wereld is. Deze faciliteiten vormen de kern van de ‘centres of excellence’ en kunnen zich mogelijk gezamenlijk ontwikkelen tot een Technologisch Topinstituut EMVT.

28

29

6 De organisatie van het IOP EMVT Bij een IOP zijn een groot aantal verschillende gremia betrokken zoals bijvoorbeeld het Ministerie van Economische Zaken (Stuurgroep IOP en Stuurgroepsecretariaat), de programmacommissie (PC), het programmabureau en programmacoördinator (SenterNovem), industriële begeleidingscommissies(BC’s), en bedrijven en kennisinstellingen. In onderstaande figuur is schematisch de organisatorische structuur van het IOP EMVT weergegeven.

Ministerie van EZ Stuurgroep IOP Stuurgroep secretariaat

Programmacommissie IOP EMVT

Begeleidingscommissie Begeleidingscommissie

Programmabureau Programmacoördinator IOP project project

Kennisoverdrachtcommissie

Kennisoverdracht en netwerkvorming

Figuur6

De organisatie van het IOP bij uitvoering

De programmacommissie PC De programmacommissie voert de directie van de organisatie en neemt strategische beslissingen met betrekking tot de onderzoeksgebieden, de onderzoeksthema’s, de uit te voeren projecten en de ontwikkeling van de distributiekanalen voor kennisoverdracht. De PC is er ook verantwoordelijk voor dat de onderzoeksvragen die in de industrie leven daadwerkelijk bij de universitaire groepen bekend raken en de basis vormen voor de projectvoorstellen. De programmacommissie bestaat uit een onafhankelijk voorzitter, industriële leden, vertegenwoordigers van de kennisinfrastructuur en de IOP programmacoördinator. De activiteiten die de PC initieert zijn gericht op de uitvoering van het Meerjarenprogramma EMVT en worden nader geformuleerd in de Jaarwerkplannen die ter goedkeuring worden voorgelegd aan de Stuurgroep IOP.

30

Verantwoording vindt plaats in de Jaarverslagen. Meer specifiek heeft de programmacommissie de volgende taken en verantwoordelijkheden: • Het bepalen van het onderzoeksprogramma van het IOP EMVT. • Het bewaken van de uitvoering en de voortgang van de op de werkplannen gebaseerde werkzaamheden, alsmede het zonodig doen van voorstellen voor aanpassing van het Meerjarenplan of Jaarwerkplan aan veranderende omstandigheden. • Het uitschrijven van tenders met als doel projectvoorstellen te genereren. • Het selecteren van projecten aan de hand van de criteria zoals die in het Meerjarenplan zijn geformuleerd. Door middel van deze selectie wordt aan de Stuurgroep geadviseerd over de honorering van projecten. • Het actief volgen van de voortgang van de projecten en het functioneren van de begeleidingscommissies. • Het initiëren van activiteiten die niet aan projecten gebonden zijn, met als doel kennisoverdracht, netwerkvorming, zwaartepuntvorming en verankering te realiseren. • Het bevorderen van kennisbescherming. • Het opstellen van het Jaarwerkplan en Jaarverslag. • Het adviseren van de Stuurgroep IOP met betrekking tot het stimuleren van onderzoek en het toepassen van resultaten uit het IOP EMVT. • Het opbouwen en onderhouden van een contactennetwerk met onderzoeksorganisaties, onderzoekers en bedrijven en andere intermediaire instanties op het terrein van elektromagnetische vermogenstechniek. De samenstelling van de programmacommissie voor het IOP EMVT is als volgt: Prof. Ir. M. Antal (voorzitter) Ir. G.W. Boltje (programmacoördinator) Prof. Dr. Ir. J.H. Blom (TU Eindhoven) Prof. Ir. L. Van der Sluis (TU Delft) Ir. J. Van Duivenbode (ASML) Ir. H.H. Overbeek (KEMA T&D consulting) Ir. E. Raaijen (Exendis) Ir. P. Vermeer (TenneT) Ir. G.C. Van Uitert (waarnemer, ministerie van Economische Zaken) De PC is bewust klein gekozen, meer bedoeld om toezicht te houden op de algemene gang van zaken (management) dan inhoudelijk expertise te leveren betreffende de verschillende thema’s. Daarom zijn bepaalde taken gedelegeerd aan expertgroepen en begeleidingscommissies. Voor elk van de drie onderzoekthema wordt een expertgroep geformeerd, die adviseert over technisch inhoudelijke zaken, zoals nieuwe onderwerpen voor onderzoek en over projectvoorstellen. Zij is samengesteld uit personen uit de industrie en onderzoekswereld, en bevat tenminste altijd een persoon uit de programmacommissie. Bij de verwerking van de adviezen van de expertgroepen over de projectvoorstellen van een tender zorgt de PC voor een afstemming die leidt tot een juiste balans tussen de drie onderzoekthema’s. De drie begeleidingscommissies zijn ingesteld voor de begeleiding van de individuele projecten, die vallen binnen de drie onderzoekthema’s.

De voorzitter De voorzitter fungeert als ‘trekker’ van het programma, en wordt daarin bijgestaan door de programmacoördinator. De voorzitter heeft in beginsel de plicht bij alle bijeenkomsten van programmacommissie, begeleidingscommissies en kennisoverdrachtcommissie aanwezig te zijn. Het is daarom van belang dat uit de programmacommissie een plaatsvervanger wordt aangewezen, die de voorzitter in voorkomende gevallen kan vervangen.

31

Het programmabureau Het programmabureau stelt zich faciliterend op naar de programmacommissie en ziet toe op een correcte uitvoering van het IOP programma. Het programmabureau verzorgt de organisatorische, financiële en administratieve kant van de uitvoering van het IOP EMVT. Het programmabureau is ondergebracht bij SenterNovem. Deze organisatie levert daarmee de programmacoördinator, die het aanspreekpunt van het programmabureau is. De taken en verantwoordelijkheden van het programmabureau en de programmacoördinator zijn: • De dagelijkse uitvoering van het IOP. • Het opstellen van de jaarwerkplannen en jaarverslagen en het doorgeleiden van deze documenten naar de Stuurgroep IOP. • De organisatie van vergaderingen van programmacommissie, begeleidingscommissies en kennisoverdrachtscommissie. • De organisatie van de tenderprocedure. • Het uitsturen van de Ministeriële Beschikkingen aan gehonoreerde projectvoorstellen. • De voortgangsbewaking van de onderzoeksprojecten. • Het financiële en administratieve beheer van de onderzoeksprojecten. • De organisatie van niet-projectgebonden activiteiten. • Het bijdragen aan bekendheid geven van het IOP programma en het vakgebied EMVT. • Het opbouwen en onderhouden van een contactennetwerk met onderzoeksorganisaties, onderzoekers en bedrijven en andere intermediaire instanties op het gebied van de EMVT. • Aangeven hoe de onderzoeksresultaten bekend gemaakt worden opdat deze in andere dan de onderzochte omstandigheden kunnen worden hergebruikt. Daarnaast dient de IOP-programmacoördinator normen uit te dragen die SenterNovem en het Ministerie van Economische Zaken hanteren voor een correcte uitvoering van de IOP-regeling. Bij de uitvoering van de werkzaamheden houdt de programmacoördinator contact met de Stuurgroep IOP.

Expertgroepen De expertgroepen spelen een belangrijke rol bij het beoordelen van onderzoeksvoorstellen. Deze groepen staan in direct contact met industriële gebruikersgroepen en de onderzoekswereld. Zij adviseren de programmacommissie welke onderzoekvoorstellen het best in het programma passen en het meest bijdragen aan de doelstellingen. Daarnaast geven zij suggesties en aanbevelingen aan de betreffende indiener van het voorstel. Voor de beoordeling van de voorstellen is nadrukkelijk deskundigheid vereist vanuit het Nederlandse bedrijfsleven. Mocht deze ontoereikend zijn, dan kunnen ook buitenlandse experts worden gevraagd. Het resultaat van een beoordelingsronde van een tender is een ranking van de ingediende projectvoorstellen, die als advies aan de programmacommissie wordt gepresenteerd. Iedere expertgroep wordt gestuurd en gecoördineerd door een voorzitter, die lid is van de PC, zodat de doelstellingen betreffende inhoud van het onderzoek, samenwerking en netwerkvorming gerealiseerd zullen worden. Deze voorzitter vertegenwoordigt de expertgroep in de PC.

Begeleidingscommissies Per thema zal een industriële begeleidingscommissie (BG) worden samengesteld. De commissie zal bestaan uit vertegenwoordigers uit de industrie en een vertegenwoordiger die goed ingevoerd is in de kennisinfrastructuur. De voorzitter zal een lid van de PC zijn. Tevens heeft de programmacoördinator in zijn hoedanigheid van secretaris van de PC zitting in de begeleidingscommissies. De begeleidingscommissies komen tweemaal per jaar bijeen met de projectleiders en onderzoekers ter bespreking van de voortgangsrapportages van de onderzoekprojecten.

32

Daarnaast heeft de begeleidingscommissie de volgende taken en verantwoordelijkheden: • Informeren van de programmacommissie over de kwaliteit, voortgang en onderzoeksrichting van projecten. • Adviseren over publicaties in verband met octrooieerbare kennis. • Adviseren aan de programmacommissie over strategische keuzen met betrekking tot het structureren van de vraagarticulatie en de kennisontwikkeling. • Bijdrage leveren aan de verspreiding van de kennis.

Kennisoverdrachtcommissie De kennisoverdrachtcommissie werkt aan het in kaart brengen van de markt voor de nieuwe kennis, de ontwikkeling van de distributiekanalen voor de kennisoverdracht en het verzorgen van de logistiek ten behoeve van de overdracht van de nieuwe kennis. Ook activiteiten met betrekking tot netwerkvorming kunnen door de kennisoverdrachtcommissie geïnitieerd worden. De invloedssfeer van een IOP is niet zo groot dat bedrijven "gedwongen" kunnen worden nieuwe kennis tot zich te nemen en daadwerkelijk te gebruiken. Wel kan er met behulp van marktonderzoek, doelgroepenonderzoek en dergelijke voor de kennisdistributie en kennisoverdracht een optimaal klimaat worden geschapen. De kennisoverdrachtcommissie bestaat uit personen met affiniteit tot elektromagnetische vermogenstechniek, een vertegenwoordiger uit de programmacommissie en de IOP programmacoördinator. Daarnaast zal de kennismakelaar van het IOP geraadpleegd worden. Een belangrijke taak voor de kennisoverdrachtcommissie is weggelegd in het onderhouden en ten uitvoer brengen van het door haar opgestelde “Plan voor Kennisoverdracht en Verankering”, dat als bijlage bij dit tweede Meerjarenprogramma is gevoegd.(ref. 7).

Projectleiders en onderzoekers De projectleiders en onderzoekers zijn verantwoordelijk voor de uitvoering van de projecten. Zij zijn verantwoording schuldig aan de programmacommissie, die zich laat adviseren door de begeleidingscommissie. Ieder half jaar zal er een schriftelijk voortgangsverslag worden ingediend en een mondelinge toelichting gegeven tijdens de begeleidingscommissie vergaderingen. Naast het doen van onderzoek zijn projectleiders en onderzoekers medeverantwoordelijk voor de kennisoverdracht. Ter ondersteuning van de kennisoverdracht zullen verschillende activiteiten worden georganiseerd en middelen worden ingezet gedurende de looptijd van dit IOP. Projectleiders en onderzoekers worden geacht hieraan een bijdrage te leveren.

Kennisbescherming Artikel 2.5 van de Algemene Wet Bestuursrecht (Awb) regelt de geheimhoudingsplicht van eenieder die betrokken is bij de uitvoering van subsidieregelingen, dat wil zeggen zowel bij de projectselectie als bij de projectuitvoering. Het programmabureau zal de betrokkenen op deze verplichting wijzen. Het IOP is gericht op het subsidiëren van precompetitief onderzoek, dat is gericht op het voldoen aan de kennisbehoefte op de middellange termijn van het Nederlandse bedrijfsleven. Enerzijds is het van belang dat onderzoeksinstellingen de resultaten van hun onderzoek kunnen publiceren. Zij zijn hiertoe door de minister ook verplicht. Anderzijds is het van belang dat die resultaten waarop producten kunnen worden gebaseerd, tijdig worden beschermd met een octrooi. De richtlijnen zijn opgesteld door de Stuurgroep IOP. De voornaamste belanghebbende van kennisbescherming is het bedrijfsleven, de kennisinstellingen hebben vooral belang bij bekendmaking van de resultaten. Beiden zullen in goed onderling overleg hun belangen moeten regelen.

Belangenverstrengeling Ter voorkoming van belangenverstrengeling bij de beoordeling van (verkorte) projectvoorstellen nemen de leden van de programmacommissie, expertgroepen en begeleidingscommissies de volgende richtlijnen in acht. Indien de betreffende persoon de projectaanvrager is, onthoudt hij zich van alle discussie omtrent de beoordeling en ranking van alle voorstellen. Indien de betreffende persoon betrokken is bij een projectaanvraag, dan onthoudt hij zich van beoordeling en ranking van het betreffende voorstel. Hij kan wel deelnemen aan discussies van de voorstellen waarbij hij niet betrokken is.

33

De aanvraagprocedure Na goedkeuring van het Meerjarenprpgramma EMVT zal de procedure starten om projectaanvragen in te dienen. Voor de indiening en beoordeling van IOP projecten wordt de tenderprocedure gehanteerd zoals in de Ministeriele Regeling is vastgelegd. Deze tenderprocedure bestaat uit twee onderdelen, te weten eerst de verkorte aanvragen, de zogenaamde A4-tender en daaropvolgend de volledige aanvragen. De tenderdata worden in de Staatscourant bekend gemaakt. Voor dit IOP zullen voor de eerste tender de verkorte aanvragen naar verwachting in het voorjaar van 2006 ingediend kunnen worden; de periode van indiening voor de definitieve aanvragen in 2006 dient ook nog nader te worden bepaald. Hetzelfde geldt voor de tweede tender, waarvan de procedure ongeveer twee jaar na de eerste start. Om in aanmerking te komen voor subsidie van een onderzoeksvoorstel moeten projectleiders een verkort voorstel indienen, onder vermelding van het thema waarop het betrekking heeft. De programmacommissie voorziet deze aanvraag van een preadvies dat de aanvrager positief of negatief advies geeft om een volledig voorstel in te dienen. Alle aanvragers die een verkort voorstel hebben ingediend en een preadvies (positief of negatief) hebben ontvangen mogen een volledig uitgewerkt voorstel indienen. Uitgewerkte voorstellen zonder preadvies worden niet in behandeling genomen en afgewezen. Na sluiting van de inzendtermijn voor volledig uitgewerkte voorstellen zal de programmacommissie de voorstellen rangschikken op basis van de beoordelingscriteria uit het tweede Meerjarenprogramma EMVT. Op basis van deze rangschikking wordt het Ministerie van Economische Zaken geadviseerd om de beste projecten te honoreren. Het budgetmaximum wordt als eindstreep gehanteerd. Uitgebreide informatie betreffende aanvragen en indienperioden kan verkregen worden bij het programmabureau.

Beoordelingscriteria In paragraaf 3.6 zijn de rangschikkingscriteria aangegeven op basis waarvan de ingediende projecten beoordeeld zullen worden. De daaruit volgende kwaliteitsvolgorde van de projecten bepaalt samen met het vastgestelde subsidieplafond welke projecten gehonoreerd zullen worden.

34

35

7 Financiën van het IOP EMVT Het voorliggende tweede Meerjarenprogramma beslaat wederom een periode van vier jaar. Voor deze fase wordt aan de Stuurgroep IOP verzocht om een budget van EUR 7,5 miljoen beschikbaar te stellen. Deze budgetruimte komt overeen met de omvang van de eerste fase. Naast de onderzoekers, voornamelijk in de vorm van aio’s en postdocs, zijn additionele voorzieningen en krachtig gereedschap nodig, zoals bijvoorbeeld een testomgeving voor nieuwe distributieconcepten voor woningen en machines, en een virtueel en hybride laboratorium voor het simuleren en testen van omzetters. De investeringen voor deze additionele voorzieningen zijn ditmaal wel opgenomen in het voorgestelde budget, omdat ditmaal de Kennisimpuls “Apparatuurfonds EMVT”, van het ministerie van Economische Zaken ontbreekt. Voorgesteld wordt om EUR 0,74 miljoen te reserveren voor niet-projectgebonden stimuleringsmaatregelen, bedoeld om kennisoverdracht, netwerkvorming, zwaartepuntvorming en verankering te stimuleren. Activiteiten die in dit kader zullen plaatsvinden zijn bijvoorbeeld het opzetten van een internetpagina, het uitgeven van factsheets per project, de organisatie van themadagen en internationale conferenties, een "open dag" EMVT, internationale samenwerking, aio presentatiecursus, en dergelijke. Voor programmabeheer wordt voorgesteld EUR 0,28 miljoen te reserveren. Dit budget heeft betrekking op de kosten van de programmacommissie, het inhuren van externe deskundigen, zaalhuur, etc. Aangezien de tweede fase aansluit op nog lopende onderzoekprojecten kan, om de impuls te onderhouden door te voorzien in continuïteit in de activiteiten, het onderzoeksbudget gelijkelijk worden verdeeld over de twee tenders: voor zowel de eerste tender in 2006 als voor de tweede tender in 2008 dient dan een budget van EUR 3,2 miljoen te worden gereserveerd. De verdeling van de voornoemde posten over het budget vormt een goede afspiegeling van hetgeen binnen de IOP projecten gebruikelijk is. De samenstelling van het budget van het IOP EMVT voor de komende vier jaar wordt dan gevormd door de volgende elementen:

Tabel 1

Verdeling van budget per post over tijd [duizend EUR] 2006

2007

2008

3 240

Kennisontwikkeling Stimuleringsactiviteiten Organisatie en beheer totaal

2009

totaal

3 240

6 480

185

185

185

185

740

70

70

70

70

280

3 495

255

3 495

255

7 500

36

37

8 Referenties

1.

Voorstudie IOP Elektromagnetische Vermogenstechniek (IOP EMVT) – Eindrapport; Technopolis, juni 2000, plus de aanvullende correspondentie van Voorzitter Vereniging EMVT aan Voorzitter Stuurgroep IOP: 25 juli 2000.

2.

Eerste meerjarenprogramma IOP Elektromagnetische Vermogenstechniek, Programmavoorbereidingscommissie IOP EMVT, Rapport kenmerk DTD18590.MEM – 12 juni 2001, Senter – Den Haag.

3.

IOP EMVT – Zelfevaluatie Eerste fase Programmacommissie IOP EMVT, 15 juni 2005, SenterNovem – Den Haag.

4.

Clustermonitor Elektromagnetische Vermogenstechniek; Technopolis, maart 2000.

5.

Stroomversnelling, Uitgave STT 61, Stichting Toekomstbeeld der Techniek, Den Haag 1999.

6.

Statusrapport IOP EMVT Programmacommissie IOP EMVT, 5 december 2005, SenterNovem – Den Haag.

7.

Plan voor Kennisoverdracht en Verankering, Kennisoverdrachtcommissie IOP EMVT, 1 december 2004, SenterNovem – Den Haag.

38