28. Sep 2023

KNX Hackathon Winnaar: Verbruik zelf opgewekte energie verhogen tot 90% met behulp van KNX en de LUKA Energy Manager

KNX Hackathon Winnaar: Verbruik zelf opgewekte energie verhogen tot 90% met behulp van KNX en de LUKA Energy Manager
KNX Hackathon Winnaar: Verbruik zelf opgewekte energie verhogen tot 90% met behulp van KNX en de LUKA Energy Manager

Luc Vercruyssen legt uit hoe het verbruik van zelf opgewekte energie in een woning kan worden verhoogd tot 90% met behulp van een KNX-installatie die wordt aangestuurd door de LUKA Energy Manager, en dan hebben we het nog niet over besparingen door variabele tarieven.

Nu de elektrificatie van onze huizen en ons vervoer met een ongekende snelheid toeneemt, wordt de behoefte aan slimme netwerken en slimme gebouwen onvermijdelijk. De reden hiervoor is dat in het streven naar vermindering van de CO2-uitstoot door over te stappen van thermische of kerncentrales op hernieuwbare energiebronnen, de variabele aard van wind- en zonne-energie kan leiden tot een onbalans tussen vraag en aanbod. In tijden van energieschaarste worden gascentrales opgestart, wat een enorme hoeveelheid CO2-uitstoot veroorzaakt, terwijl in tijden van hernieuwbare energieoverschotten wind- en zonneparken worden stilgelegd om overbelasting van het net te voorkomen. Als het energieverbruik in gebouwen kan worden geoptimaliseerd door middel van intelligente systemen, kunnen we voorkomen dat een enorme hoeveelheid energie wordt verspild en kunnen we onze ecologische voetafdruk verminderen.

Concrete besparingen

We kunnen aantonen dat bij gebruik van een zonnepanelensysteem de jaarlijkse energiekosten nog verder kunnen worden verlaagd door een thuisbatterij toe te voegen; vervolgens nog verder door energiebeheer te gebruiken om piekverbruik te verminderen; en nog verder door energiebeheer te gebruiken om optimaal te profiteren van variabele tarieven.

Met behulp van een KNX-installatie bestaande uit een oplaadstation, een warmtepomp en een thuisbatterij, allemaal beheerd door de LUKA Energy Manager van CDI-Projects, toonden we aan dat we voor een gemiddeld huishouden een totale besparing van ongeveer 1000 euro per jaar konden realiseren door:

  • Het gebruik van zelf opgewekte energie te verhogen van 70% naar 90%.
  • Pieken in netgebruik met 100% te reduceren.
  • De kosten van het energieverbruik op het elektriciteitsnet met 30% te verlagen.

De voordelen van KNX

LUKA maakt verbinding met het KNX netwerk via een KNX/IP router en maakt gebruik van KNX switch actuatoren en KNX gateways om energiestromen te meten en technische installaties zoals EV laders, zonnepanelen, warmtepompen, thuisbatterijen en andere apparaten aan te sturen. Het maakt ook gebruik van webservices zoals weersvoorspellingen en elektriciteitstarieven om alle informatie te verzamelen die nodig is om de energiestromen te optimaliseren.

Het gebruik van KNX om te communiceren met smart home componenten zorgt voor een toekomstbestendig, flexibel en betrouwbaar systeem. Door gebruik te maken van standaard KNX interfaces is er geen ontwikkeling van software nodig om deze apparaten aan te sturen.

Praktische demonstratie

We hebben een praktische KNX-installatie opgezet, bestaande uit een Mennekes laadstation aangesloten via de ise SMART CONNECT KNX e-charge II gateway; een Daikin warmtepomp aangesloten via de Zennio KLIC-DA v2 gateway; een AlphaESS thuisaccu aangesloten via de ABB Modbus KNX gateway; en de LUKA aangesloten via de MDT IP Interface. We toonden aan dat aanzienlijke besparingen mogelijk zijn door meer gebruik te maken van zelfopwekking, piekmomenten te beperken en de elektriciteitsproductie en -vraag in balans te brengen door te reageren op variabele elektriciteitstarieven (time-of-use).

Besparingen en opbrengsten

Afbeelding 1 - Simulatie die de kosten per jaar toont van het gebruik van zonnepanelen en het elektriciteitsnet om elektriciteit te leveren voor het huis en het opladen van de auto, waarbij overtollige productie terug in het elektriciteitsnet wordt gebracht.

Hieronder volgt een simulatie van een klant met een jaarlijks elektriciteitsverbruik van 10000kWh. Door zonnepanelen en het elektriciteitsnet te gebruiken om het huis van stroom te voorzien, inclusief het opladen van de auto, resulteert de opstelling in 33% van de energiebehoeften van de klant door zelfopwekking, waarbij overtollige zelfopgewekte stroom terug in het elektriciteitsnet wordt gebracht, zoals weergegeven in Afbeelding 1.

Afbeelding 2 - Simulatie met de totale investeringskosten, de kosten per jaar aan energie en een toename in zelfverbruik dankzij de toevoeging van een thuisbatterij.

Vervolgens laat de simulatie zien dat wanneer er een thuisbatterij zou worden geïnstalleerd, het eigenverbruik zou toenemen van 33% tot 70% en de ROI 16,9 jaar zou zijn, zoals weergegeven in Afbeelding 2.

Afbeelding 3 - Simulatie met de totale investeringskosten, de energiekosten per jaar en een toename van het eigenverbruik dankzij de verdere toevoeging van het LUKA energiebeheer.

Door een energiebeheersysteem toe te voegen om de energie intelligent te beheren, wordt het eigenverbruik verhoogd tot 90% en de terugverdientijd verlaagd tot 13,1 jaar, zoals weergegeven in Afbeelding 3.

Afbeelding 4 - Simulatie die laat zien dat er nog meer bespaard kan worden door gebruik te maken van een elektriciteitstarief op basis van het tijdstip van gebruik, zonder extra kosten.

Door vervolgens over te stappen op een elektriciteitstarief op basis van gebruikstijden (time-of-use, ToU), dalen de jaarlijkse kosten nog verder en daalt de terugverdientijd (ROI) tot 8,8 jaar, zoals weergegeven in Afbeelding 4. Opmerking: de simulatie van de elektriciteitsfactuur wordt uitgevoerd met de 'V-test', een onafhankelijk simulatie-instrument.

Conclusie

Door middel van simulaties en praktische installaties die zelf opgewekte energie optimaliseren, piekverlaging uitvoeren en optimaal gebruik maken van variabele elektriciteitstarieven, hebben we bewezen dat een op KNX gebaseerd energiebeheersysteem kan leiden tot aanzienlijke energiebesparingen, wat resulteert in lagere kosten en een kleinere CO2-voetafdruk. De terugverdientijd is al goed en op grotere schaal zou deze nog verder toenemen.

Luc Vercruyssen is industrieel ingenieur en directeur van CDI-Projects, een bedrijf gespecialiseerd in energiebeheer en slimme gebouwen.

www.cdi-projects.com

Social Share:

  • Highlights