Hylife en partners leggen laatste hand aan deeloplossing voor groeiend probleem van netcongestie
Stroomnetcongestie beheerst momenteel het industriële nieuws: bedrijven die willen uitbreiden of zich ergens nieuw willen vestigen, krijgen geen nieuwe aansluitingen op het overvolle elektriciteitsnet. Slimme systemen die de pieken in vraag en aanbod opvangen kunnen uitkomst bieden. VHE is zo’n bedrijf dat wordt geremd in zijn groei. Maar de systeemleverancier tekent ook voor de automatisering van een slim opslagsysteem: de InnovaHub van Hylife. Momenteel draait die proef in Veldhoven om in Q1 2024 woningen te gaan koelen en verwarmen met eerder opgeslagen groene stroom.
Geleidelijk aan maar steeds sneller worden olie en gas ingeruild voor duurzame bronnen, met name wind en zon. Omdat die als elektriciteit beschikbaar komen, noopt dat de samenleving – bedrijfsleven en particuliere huishoudens – om te elektrificeren. We worden dus met z’n allen afhankelijker van het alom en altijd beschikbaar zijn van voldoende kW’s, of het nu is voor het draaien van een productieproces of een wasmachine. Dat terwijl zon en wind allesbehalve gelijkmatig voorhanden zijn.
Slim systeem dat peaks aftopt en warmte garandeert
Dé uitdaging voor de energiesector is dan ook te zorgen dat die kilowatts toch altijd uit het stopcontact komen, of het nu een windstille dag in december betreft of een zonovergoten, stormachtige dag in de zomer. Jean-Paul Scheurleer richtte in 2019 Hylife Innovations op, specifiek voor de ontwikkeling en productie van een deeloplossing voor die uitdaging: de InnovaHub. Een slim, decentraal systeem dat jaarrond energievraag en aanbod op elkaar afstemt. Vanaf Q1 volgend jaar worden hiermee zeventien woningen in de Zuid-Hollandse gemeente Stad aan ’t Haringvliet volledig duurzaam gekoeld en verwarmd.
Geen aansluiting
Het gesprek over de InnovaHub vindt plaats bij een van de key suppliers van Hylife, VHE Industrial Automation, op de vestiging in Veldhoven. VHE wil er switchen naar een groter pand, want het bedrijf groeit hard, vertelt ceo Joop Essing bij wijze van aftrap. ‘Maar we krijgen daarvoor geen vergunning, want het elektriciteitsnet hier heeft daarvoor niet de capaciteit.’ VHE produceert in Veldhoven onder meer Heliox-sneloplaadsystemen voor EV-bussen. ‘Die moeten we met veel vermogen testen. Slechts een paar keer per jaar, maar juist vanwege die piek krijgen we geen aansluiting van Enexis.’
Netbeheerder Enexis sluit vooralsnog een bedrijf alleen aan mits het net kan voldoen aan de maximale vraag van deze klant, ongeacht hoe vaak die behoefte voorkomt. Dat pleit voor flexibilisering van de processen van de verbruikers (‘spitsmijden’), maar zo ver is de regelgeving nog niet. Netcongestie speelt VHE dus danig parten. Des te motiverender is het dan om als partner van Hylife te kunnen bijdragen aan een deeloplossing daarvoor, maakt Essing met zoveel woorden duidelijk.
Verwarmen en koelen
Aan de hand van het modulaire, functionele ontwerp van Hylife, een vijf man sterke start-up uit Ouddorp, is medio 2021 de detailengineering van die oplossing van start gegaan. Inmiddels staat er op de vloer in Veldhoven een compleet energiestation. Daar wordt het getest (factory acceptance test), alvorens het later dit jaar verkast naar Goeree-Overflakkee. En wel naar de nieuwbouwwijk waar het vanaf begin volgend jaar via een klein warmtenet zeventien woningen moet gaan koelen en verwarmen. Daartoe benut InnovaHub groene stroom, vooral afkomstig van nabije zonnepanelen, om een viertal warmtepompen te laten draaien. Om te zorgen dat er het hele jaar door voldoende warmte en koeling beschikbaar is, maken opslagsystemen een groot deel van de InnovaHub uit. Tegelijk voorkomen die dat een overaanbod van elektriciteit, met name op zonnige zomerdagen, het net onnodig belast. Peak shaving in jargon.
Opslag voor korte en lange termijn
De InnovaHub is een complexe installatie en zo groot dat de bezoeker er doorheen kan worden rondgeleid. Een complete kamer staat vol met elektrolysers, die bij een overschot aan elektriciteit gezuiverd regenwater omzetten in waterstof. In dezelfde kamer staat ook een waterstofketel met een brandstofcel, die waterstof kunnen omzetten in warmte en elektriciteit. Typisch gebeurt dat pas maanden later, op de donkere, kille winterdagen, want juist in waterstof is energie goed langdurig op te slaan.
Om de hoek staan rekken met batterijen, ook bedoeld om stroomoverschotten in op te slaan, maar dan voor de kortetermijnbehoefte aan elektriciteit, bijvoorbeeld om enkele uren of dagen later de huizen te koelen. Voorts staan er twee grote vaten opgesteld: één met koelwater van 15 graden Celsius, één met warm water van plusminus 50 graden Celsius. Om per direct te kunnen voorzien in de warmte- of koeltevraag van bewoners.
‘Het systeem heeft een voldoende hoog en redundant vermogen om te allen tijde aan de piekvraag naar warmte te kunnen voldoen’, verzekert Manu Bracke, operational director van de Zuid-Hollandse start-up.
Data cruciaal
Centraal in het geheel van vaten, leidingen, sensoren, actuatoren, kasten en kabels staat een industriële plc van Bosch Rexroth, een kastje niet veel groter dan een pakje sigaretten, wijst Rob van Kempen, software-engineer van VHE. Hij heeft het computertje geprogrammeerd. Daardoor is het nu in staat alle mechanische, thermische en elektronische componenten waaruit het station bestaat met elkaar te laten communiceren en adequaat te laten samenwerken. Zo kan de InnovaHub volautomatisch functioneren. De plc maakt deel uit van het energiecontrolesysteem (ECS), in het station een besturingskast vol met schakelaars en regelaars, ontworpen en gebouwd door VHE.
Daarboven in de technologische hiërarchie staat het energiemanagementsysteem (EMS). Die vertelt het ECS wat het moet doen. Daarvoor benut het EMS de meetsignalen van het ECS, maar ook de data van de verbruikers, de weersvoorspelling en de prijsontwikkeling op de energiemarkt. ‘Data zijn cruciaal voor de kwaliteit van onze InnovaHubs. Deze eerste InnovaHub gaat draaien in het kader van een pilot. Zo willen we heel veel data verzamelen. Daarmee voeden we ons intelligente managementsysteem dat daardoor steeds beter kan bepalen of een overschot aan elektriciteit moet worden opgeslagen in water, batterijen of waterstof’, duidt Bracke.
Zo wil Hylife steeds slimmere, grootschaliger InnovaHubs ontwikkelen en bouwen en die naar de markt brengen van gemeenten, woningbouwcorporaties en projectontwikkelaars. Het EMS ziet Hylife dan ook als zijn kerntechnologie, waarvan het de doorontwikkeling tegenwoordig zelf voor zijn rekening neemt.
Partners
De rest van het station is in detail geëngineerd en geproduceerd door een flinke groep partners. In nauw onderling overleg, opdat wijzigingen in de specificaties van de ene module niet zouden gaan conflicteren met die van de andere modules. ‘Naar het voorbeeld van ASML’, definieert Essing.
Zijn VHE tekende dus voor de besturingssoftware- en hardware van het ECS. Technisch dienstverlener Van Dorp heeft de engineering en installatie van de waterstofsystemen en elektronica voor zijn rekening genomen. De Italiaanse partners Aliant en Giacomini leverden respectievelijk de batterijsystemen en het geheel van warmtepompen en -vaten. MVOI legt momenteel het warmtenet aan tussen station en woningen. En Witteveen+Bos heeft gezorgd voor het projectmanagement, technische studies verricht en de planning en het documentbeheer uitgevoerd.
En dit ingenieursbureau heeft ook de nodige vergunningsaanvragen gedaan, vult Peter Beerens, head of technology van VHE, aan: ‘De veiligheid van een systeem vol met batterijen en waterstofvaten is altijd key. De InnovaHub is een innovatieve, unieke configuratie, maar we hebben bewust gekozen voor uitsluitend bewezen, veilige technologie. Technologie die allang en volop wordt gebruikt op industriële plants, maar nu dus een plek krijgt midden in een woonwijk.’
Commitment
Alle partners, dus niet alleen Hylife, hebben getekend voor de veiligheid van het systeem. Wat veel zegt over het commitment aan de klant en dit project, maakt Essing duidelijk. Daarbij past ook dat VHE en de andere sleutelleveranciers meegeïnvesteerd hebben in de vorm van componenten, uren en kennis. ‘Gaat het fout, dan hebben we er allemaal last van. En wordt het een succes, dan plukken we daar gezamenlijk de vruchten van.’
Vanzelfsprekend is de winst die met de InnovaHub moet worden gegenereerd niet alleen van economische aard. De RVO (Rijksdienst voor Ondernemend Nederland) heeft 40 procent van de ontwikkelkosten voor zijn rekening genomen. Gelden afkomstig uit de DEI+-subsidiepot, bestemd voor pilots of demonstratieprojecten die Nederland duurzamer moeten maken.