Een Amerikaanse kijk: duurzame infrastructuur met behulp van actieve site-technologie

Philip Juneau legt uit welke stappen je moet ondernemen om een energie-onafhankelijke site te worden en waarom het belangrijk is om normen zoals KNX te hanteren om gegevens van gebouwen te verzamelen, automatiseren en beheren.

Iets meer dan zes jaar geleden mocht ik meeschrijven aan het Active Site-artikel voor het gevestigde ABB Review. Hierin werd uitgelegd hoe hernieuwbare energie samen met plaatselijke opwekking en opslag op een industriële of grote campussite (d.w.z. een micronet) voor energie-onafhankelijkheid kan zorgen en de energie-aansluiting tegelijkertijd gebruikt kan worden om indien nodig energie op te wekken of een teveel aan energie op het net te injecteren. De voorbije jaren is het elektriciteitsnet veranderd in een heus slim netwerk dat energie levert aan steeds evoluerende slimme steden. Splits je dit uit in beheersbare entiteiten of blokken in een stad of geografische regio, dan krijg je meerdere zogenaamde 'actieve sites'. Een actieve site kan haar eigen micronet met zijn eigen, complexe energiebelasting, en haar interface controleren en optimaliseren aan de hand van het dynamische macro(elektriciteits)net. Het is dan vooral de bedoeling om het eigen energieverbruik en de kostprijs ervan te optimaliseren en het micronet tegelijkertijd volledig te integreren in het zogenaamde slimme netwerk. Het vermogen van een actieve site schommelt ergens tussen 100 kW en 50 MW.

De verbinding en communicatie tussen de site en de energieleverancier moeten volledig op één lijn worden gebracht, zowel technisch als commercieel. Het komt er gewoon op neer, en dat is meteen de grootste uitdaging, om vraag en aanbod op elkaar af te stemmen. En dat is gemakkelijker gezegd dan gedaan. Dit artikel wil vooral duidelijk maken dat de 'actieve site'-technologie van vandaag steeds geavanceerder wordt en doeltreffend toegepast kan worden.

Actieve sites in de realiteit

In werkelijkheid is een actieve site een haalbare kaart voor de meeste energieverbruikende campussen, complexen of industriële installaties, want ze beschikt over alle elementen die nodig zijn voor een intelligente infrastructuur. De belangrijkste factor is daarbij het basisenergieprofiel, d.w.z. het energieverbruik gemeten in de tijd. Dat betekent dat er sprake is van een stabiele basisbelasting voor betrouwbaar energieverbruik. Plaatselijke opwekking en/of hernieuwbare energie kunnen de kostprijs en uitstoot van je energie- en koolstofprofielen dus optimaliseren.

De energiebehoefte (d.w.z. het stroomverbruik) in de loop der jaren moet dus worden geëvalueerd tot op belastings-/uitrustingsniveau, en dat zowel op het vlak van bouwtechnologie als kernactiviteiten. Zo'n uitrustingslijst inclusief werkingsuren is al een troef op zich, zeker wanneer je nog maar net van start gaat met de ontwikkeling van een actieve site. Uiteraard moet dit zorgvuldig worden besproken met de gebouwbeheerder en het personeel, zodat je zeker weet dat de gebouwen veilig en comfortabel te gebruiken zijn vóór bepaalde efficiëntiemaatregelen nadelige gevolgen met zich meebrengen.

Belangrijke aspecten voor een gelijkgeschakelde infrastructuur

Om de complexe infrastructuur van een gebouw gelijk te schakelen, begin je zoals we eerder al aanhaalden het best bij je energieprofiel. Stel dus eerst een uitrustingslijst op en neem daarin de volgende gegevens op voor elke uitrusting/elk onderdeel:

• locatie;
• vermogensvariabelen: paardenkracht (pk) of vermogen (W), voltage (V), vollaststroom (FLA);
• gebruiksduur (specifieke begin- en eindtijden, d.w.z. de gebruikstijden);
• activiteitsgebied (bv. HVAC-luchtbehandelingsunit voor een medische ruimte);
• productiedatum van uitrusting (leeftijd);
• bedieningspanelen of interfaces voor monitoring en bediening;
• algemene opmerkingen.Opmerking: reële waarden die via een meter of een ander toestel verzameld worden zijn ideaal.

Zodra de lijst samengesteld is, kun je de belangrijkste delen van de energiebelasting van je faciliteit/campus bepalen en potentiële oplossingen verder onderzoeken. Ga eerst de verbindingsmogelijkheden van je faciliteit of beheersysteem (building energy management system, BEMS) na, want dat is de basis voor een intelligent gebouw/intelligente faciliteit of campus. Gebruik ten tweede enkel open controleprotocollen, zoals BACnet en KNX, die ook de norm zijn in de industrie. Probeer daarvoor ook gebruik te maken van IP-communicatie, d.w.z. BACnet/IP en KNX/IP, om de communicatie te stroomlijnen en de betrouwbaarheid te vergroten. Dit zijn de belangrijkste basispunten om rekening mee te houden, want ze zorgen ervoor dat je het systeem in de toekomst nog kunt uitbreiden en aanpassen.

De oplossing in de realiteit

Zoals we hierboven al aanhaalden, is een actieve site zeker een haalbare kaart, want ze bevat alle onderdelen die je nodig hebt voor een slimme infrastructuur. Die onderdelen, en dan met name uitrustingen en infrastructuren die energie verbruiken, moet je echter ook kunnen integreren. Wat al deze elementen samenbrengt, is de gelijkschakeling van open protocollen en normen inzake bouwtechnologieën die in één intelligent, IP-convergent SCADA-platform (Supervisory Control and Data Acquisition) worden geïntegreerd.

Met KNX-sensoren en -schakelaars voor de interfaces voor de bewoners en DIN-railpanelen voor de plaatselijke bediening van de uitrustingen enerzijds en op IP gebaseerde BACnet-bedieningspanelen voor centrale toepassingen anderzijds kun je de gegevens van het gebouw ongelofelijk eenvoudig verzamelen, automatiseren en beheren.

De oplossing hierboven hoeft trouwens niet in één keer te worden doorgevoerd. Ook een schaalbare oplossing die je telkens weer kunt aanpassen behoort tot de mogelijkheden. Het belangrijkste is dat je focust op de meest cruciale ruimten binnen je faciliteit of campus en de volgende technische maatregelen in acht neemt inzake de open protocollen die we hierboven aanhaalden:

• andere gebruikstijden om dalurentarieven te benutten;
• optimale in-/uitschakeling van materiaal;
• beperking van pieklast voor beheersbare belastingen/uitrustingen.

Het volgende implementatieproces voor een actieve site komt uit het eerder aangehaalde artikel en doet dienst als richtlijn, zelfs bij kleinere projectaanpassingen. Het is belangrijk om gewoon ergens te beginnen. Gegevenscontroles en analyses kunnen namelijk ook het gedrag van de gebruikers en de activiteiten in het gebouw/de faciliteit/de campus veranderen.

Samenvatting

Ben je betrokken bij de werking van een grotere faciliteit, campus of industriële site met basisbelasting, dan kom je ook in aanmerking om een actieve site te worden! De technologie is er al en je kunt gewoon van start gaan met het monitoren van je basisenergieprofiel. Op die manier ontdek je waar je moet beginnen en waarop je moet letten. Met de nodige toewijding, transparantie en goed bestede middelen bespaar je geld en help je ons allemaal een nulenergie-infrastructuur op poten te zetten.

Philip R. Juneau is chief commercial officer bij Automated Technology Company (ATC) en vicevoorzitter van de KNX USA National Group. ATC wil de gebouwen van vandaag omtoveren tot de nulenergie-infrastructuren van morgen door de hoogste mate van veiligheid, comfort en efficiëntie te garanderen, met het algemene welzijn van de bewoners en het milieu voor ogen.

www.atcjomo.com