06 Management
1 / 21
Items in this lesson
Slide 1 - Slide
Tijdens de laatste les gaan we het hebben over de communicatie en het regelen van het EMS. We hebben dus alle componenten, van productie tot opslag. Nu moeten ze efficiënt samen gaan werken.
Slide 2 - Slide
Daarvoor moeten we aandacht schenken aan de componenteisen. We kijken naar op welke manieren componenten signalen doorgeven en welke verschillende programmeertalen veel gebruiken worden om de instructies voor de componenten in vast te leggen. Verder kan EMS op verschillende manieren voorspellingen doen over het energiegebruik en -productie. Er wordt vaak een prioriteit in componenten aangegeven in het geval er een te kort is aan energie. En tot slot kijken we naar de interface waar het systeem ingesteld en gemonitord wordt.
Slide 3 - Slide
Het doel is dat jullie componenteisen kunnen herkennen. Jullie moeten weten hoe componenten signalen doorgeven, hoe EMS energievoorspellingen doet en wat load prioriteit is. Verder moeten jullie weten hoe je een overzichtelijke interface kan maken.
Slide 4 - Slide
Elke installatie heeft verschillende specificaties. Deze geven aan onder welke omstandigheden de installatie kan functioneren en wat je dan kunt verwachten. Breng je de installatie in andere omstandigheden, bijvoorbeeld door er een grotere elektrische spanning op te zetten of door het in te koude temperatuur te zetten, dan kan de installatie kapot gaan. Dit moet ten alle tijden voorkomen worden. Daarom is het heel belangrijk om deze componenteisen te kunnen herkennen. Bij veel apparaten staan deze specificaties kort samengevat aan de onderkant van het apparaat. Ook kan je ze online of in handleidingen opzoeken.
Slide 5 - Link
Laten we daar eens mee oefenen. Op deze site zie je de specificaties van een thuisbatterijen en een serie zonne-omvormers.
Eerst de batterij. Je ziet de minimale en maximale spanning van de batterij. Ga je hier buiten, dan kan dat serieuze schade aanrichten. Ook zie je de maximale ontlading en de levensduur van de batterij. Wat hier eigenlijk mist is de maximale stroomsterkte waarmee de batterij ontladen en opgeladen kan worden. Dit staat gelukkig wel bij de zonne-omvormers. Verder staat er iets over de maximale spanning en vermogen van de zonnepanelen. Tot slot zie je aan de AC spanning dat deze omvormer niet geplaatst kan worden in Amerika waar ze 120 V gebruiken op het net.
Slide 6 - Link
In deze handleiding zie je de specificaties van een warmtepomp. Belangrijke gegevens zijn de voeding, afzekering en maximale amperage. Verder worden er temperaturen gegeven waarbinnen de warmtepomp moet blijven. Hier wordt zowel een buitentemperatuur als een watertemperatuur gegeven. En er wordt een maximale druk in de buizen gegeven.
Slide 7 - Link
Via de volgende link kom je bij een brochure voor een brandstofcel. In de tabel bovenaan zie je gelijk een kopje met vereisten. Hier staat de minimale puurheid van de brandstof, de maximale druk van de toevoer, de temperatuur range waarbinnen de installatie werkt en tot welke hoogte de installatie mag staan.
Slide 8 - Slide
Om alle componenten aan te sturen zijn er signalen nodig. Deze signalen kunnen via de elektriciteitskabels verlopen. Zo kan informatie verstuurt worden met de frequentie van AC. Zonne-omvormers schakelen bijvoorbeeld uit als de AC frequentie te hoog wordt. Batterijen werken vaak met de spanning. De spanning van een batterij geeft aan hoe vol deze is, dus wat de 'State of Charge (SoC)' is. Bij vloeistoffen worden signalen verstuurd via de druk of temperatuur. Daarnaast worden er steeds meer signalen verstuurd via het ethernet. Hiervoor worden dezelfde kabels gebruikt als internet, maar het is niet verbonden met het internet. Je kan het zien als een lokaal internetsysteem.
Al deze signalen komen vaak bij één centraal punt bij elkaar: de management hub of server. In het plaatje hier rechtsonder zie je een schematisch voorbeeld.
Slide 9 - Slide
In deze afbeelding zien jullie een ander schematisch voorbeeld. Hier zie je dat er verschillende kabels zijn waarover gecommuniceerd wordt. Hier wordt gelijk duidelijk hoeveel verschillende communicatiemogelijkheden er zijn. En dit is slechts van één merk. In het volgende nieuwsartikel vertellen ze iets meer over dit probleem.
Slide 10 - Link
Je kunt een vergelijking maken met de mobieltjes van tegenwoordig. Als gebruiker wil je elke app op je telefoon kunnen zetten, ongeacht het merk, model of besturingssysteem (android of iphone). Want momenteel is dit niet per se het geval. Fabrikanten willen hun eigen producten verkopen door te zorgen dat hun product vooral goed met hun eigen merk communiceert. Toch zijn er wel merken die open staan voor samenwerking.
Slide 11 - Slide
Wat er nu bij veel EMS gebeurt is dat er een overkoepelende programmeertaal is alle componenten aanstuurt. Hier staan alle regels die uitgevoerd moeten worden. Bijvoorbeeld 'als de temperatuur van de kamer onder de 16 °C komt, schakel de warmtepomp naar vol vermogen' of 'als SoC van batterij onder DoD komt, schakel elektriciteit van het net in'. De vertaling van 'android' naar 'iphone' voor elk apparaat moet hierin verwerkt zijn als zij dat zelf niet kunnen.
Simulink, Loxone en Home Assistant zijn voorbeelden van programmeertalen die bij EMS worden gebruikt. Wil je hiermee aan de slag, dan raad ik aan om eerst te leren programmeren. Het kost namelijk best veel tijd om zo'n programma onder de knie te krijgen. In de bovenste afbeelding zien jullie een regelsysteem voor zonnepanelen met batterijen van Simulink. Je kan op elk component klikken om de instellingen te veranderen. In de afbeelding daaronder zie je een voorbeeld van Loxone. Dit gaat over energie besparen aan de hand van verwachte zonlicht. Als er voor de komende 12 uur voldoende zonlicht verwacht wordt, dan wordt het water tot een minder hoge temperatuur verwarmt en wordt de elektrische auto opgeladen met overgebleven elektriciteit.
Slide 12 - Slide
Het handelen van zo'n programma wordt bepaald door signalen die binnen komen van alle componenten. Bijvoorbeeld het actuele vermogen van de zonnepanelen of de 'State of Charge' van de batterij. Maar er is meer mogelijk.
Door een energievoorspelling te maken van de toekomst kan een EMS veel efficiënter worden. Als je bijvoorbeeld weet dat het de volgende dag bewolkt wordt wil je de batterij niet te veel ontladen. Want de volgende dag is er minder zonne-energie.
We kunnen het energieprofiel gebruiken om een voorspelling te maken van het energiegebruik. Eventueel kunnen we hier nog een agenda aan toevoegen. Als er bijvoorbeeld niemand thuis is of als er een vrijdagmiddagborrel gepland staat op kantoor, verandert dat het energiegebruik aanzienlijk. Daarnaast kan je het weer voorspellen aan de hand van opgebouwde data, of je kunt het weerbericht gebruiken. Zo kun je de energieproductie voorspellen. Verder heeft het weer ook invloed op het energiegebruik, bijvoorbeeld van de verwarming.
Slide 13 - Video
Dat het weer invloed heeft op de energieproductie en het energiegebruik zie je in dit weerbericht.
Nu geeft dit weerbericht geen concrete getallen voor specifieke locaties. Dus je kan dit niet gebruiken voor EMS. Daarvoor heb je specifiekere data nodig zoals de intensiteit van het zonlicht of de windsnelheid.
Slide 14 - Slide
Het kan voorkomen dat er een tekort is aan energie. Hier moet je EMS op voorbereid zijn. Daarvoor is het belangrijk om een prioritering te maken in het energiegebruik. Wat zijn de belangrijkste apparaten die zo lang mogelijk moeten blijven werken. Ten eerste heeft het EMS zelf elektriciteit nodig. Deze staat meestal op de eerste plek, omdat er anders sowieso geen energie beschikbaar is. Zo wil je dat een batterij niet te ver ontladen wordt omdat dit gevolgen heeft voor de levensduur van de batterij. Verder zijn er, afhankelijk van de situatie, allerlei essentiële apparaten die de hoogste prioriteit krijgen.
Daar tegenover staan de apparaten met de laagste prioriteit. Deze apparaten worden zo weinig gebruikt dat je ze kunt instellen dat ze alleen gebruikt worden bij een energieoverschot. Je kunt hierbij denken aan een fontein of kerstverlichting, maar ook aan een wasmachine die alleen midden op de dag draait als er veel zonne-energie is. Hierbij is het belangrijk om te luisteren naar de gebruiker.
Bepaal of de volgende componenten prioriteit hebben voor een kantoorpand.
Hoge prioriteit
Lage prioriteit
printer
koffieautomaat
verlichting
verwarming
elektrische toegangspoort
zonnewering
magnetron
Slide 15 - Drag question
Hoe zouden jullie zelf zo'n load prioriteit maken? Maak onderscheid tussen hoge en lage prioriteit voor deze apparaten in een kantoorpand.
Uitleg:
Zonder deze apparaten kan de veiligheid van mensen in het gebouw in gevaar komen. Mensen moeten het gebouw kunnen verlaten. Daarvoor is de toegangspoort en verlichting nodig. En de verwarming voorkomt dat mensen onderkoeld raken.
Slide 16 - Slide
Voorbeeld:
prioriteit
- koelvakken
- beveiliging
- kassa's
- verlichting
- ventilatie
- broodoven
- verwarming
- lopende band
- intercom
- snijmachine
Slide 17 - Slide
Voorbeeld:
prioriteit
- koelkasten
- vriezers
- beveiliging
- kassa
- verlichting
- ventilatie
geen prioriteit
- elektrisch fornuis
- verwarming
- snijmachines
- kneedmachine
- frituur
Slide 18 - Slide
Ten slotte is het belangrijk dat de gebruiker altijd kan zien wat de status is van het systeem en dat het invloed kan uitoefenen. Je hebt dus een goede interface nodig.
Om het systeem tijdens installatie in te stellen moet je overal toegang tot hebben. Idealiter is dit op één makkelijk bereikbare plek in te stellen: de management hub waar alle signalen binnen komen of op een monitor. Meestal wordt het systeem ingesteld door een installateur of programmeur. Deze heeft dus volledige toegang nodig tot de instellingen.
Ten tweede moet het EMS gemonitord kunnen worden. Omdat een EMS uit meerdere componenten bestaat die allemaal aangestuurd moeten worden, zijn er veel parameters. De truc is om deze overzichtelijk te krijgen zodat de belangrijkste gegevens snel afgelezen kunnen worden.
Verder is beveiliging van EMS cruciaal. Energie is essentieel. Zonder energie gebeurt er niks. Daarom is het belangrijk dat de toegang tot EMS buiten bereik blijft van kwaadwillende of onwetende. Dit geldt voor zowel de fysieke wereld (slot op de deur) als de digitale wereld (versleuteling). Sommige experts raden daarom een internetverbinding voor EMS af.
Slide 19 - Link
Op de volgende site lees je tien vuistregels over hoe je een goede interface opzet.
Slide 20 - Slide
duurzaamheidscentrum@novacollege.nl
NovaIWcd2208
Slide 21 - Slide
In deze laatste les hebben jullie geleerd wat de belangrijke specificaties van apparaten zijn. Jullie kunnen deze componenteisen nu opzoeken en herkennen. Daarnaast is behandeld hoe verschillende componenten signalen doorgeven. We hebben bekeken waarom EMS energievoorspellingen gebruiken en op basis waarvan dit gebeurt. En ten slotte kunnen jullie uitleggen wat load prioriteit is en wat belangrijke punten zijn voor een overzichtelijke interface.
Hiermee is alle lesstof van deze module behandelt.
