Zou elke woning en elk gebouw een energie-optimalisatiesysteem moeten hebben? Waarom zo’n systeem nemen en met welke technologische ontwikkelingen hebben we in Nederland te maken? Dat zijn de thema’s waar John van Vugt, vakspecialist elektrotechniek bij Techniek Nederland, zich mee bezighoudt, zo vertelde hij tijdens Solar Solutions 2023. Belangrijke leidraad daarbij is de Energy Performance of Buildings Directive.

“We zien in de buitenwereld veel energie-opwek zoals van windmolens en zonnepanelen en we zien ook batterij-opslagsystemen. We willen al die energie managen en sturen. Wanneer wordt wat opgewekt en hoe kunnen we die energie optimaal inzetten”, noemt Van Vugt als kernvragen.

“Binnen in gebouwen gebeurt ook ontzettend veel. Nieuwe technologieën, elektronica, besturing enzovoorts. Er zit meer intelligentie in dan we misschien denken.” Met die intelligentie moet de gebruiker worden gediend en duurzaamheid worden bevorderd.

Naast de opwek en intelligentie ziet Van Vugt de digitalisering als derde grote poot binnen zijn betoog. “Niet alleen de digitalisering van processen, de optimalisatie van informatie en data en cyber security, maar ook het sturen en binnenhalen van data en daar iets mee doen. Deze drie werelden zijn enorm gegroeid en komen bij elkaar en daar heb je vervolgens een energie-optimalisatie systeem bij nodig.”

Wat kan zo’n systeem voor de Nederlandse gebouwen betekenen? Van Vugt: “Allereerst gaan we de boel ontleden en kijken naar de lichtinstallatie, de klimaatinstallatie, zonnepanelen, elektrische auto’s en die gaan we vervolgens aan elkaar knopen.”

Reden daarvan is om de inzet van energie te optimaliseren. Aan de ene kant moet de kwaliteit en veiligheid bewaakt worden en uiteindelijk moet het systeem optimaal presteren. “In een gebouw willen we dat de juiste soort energie in de juiste hoeveelheid op het juiste moment tegen de beste prijs beschikbaar is.”

Dynamiek tussen vraag en aanbod
Om dat doel te bereiken is een optimalisatiesysteem nodig. Van Vugt noemt een aantal prikkels die tot het gebruik van zo’n systeem leiden, zoals de prijs. “De inzetbaarheid, het (tijdstip van) gebruik en de soort energie moeten daartoe inzichtelijk zijn. Wat is je normale belastingprofiel in de tijd, wat zijn je kritieke belastingen, kortom wat zijn de verschillende scenario’s?”

Van Vugt geeft aan dat dat per apparaat moet worden ingedeeld en beslist. Een warmtepomp is vrij kritiek, een auto misschien iets minder. Apparaten krijgen zo allemaal hun plek en rangorde. “Dat wil je voor alles meten en vaststellen. Aan de andere kant heb je de verschillende energiebronnen, zoals lokale opwek van zonnepanelen en batterij-opslagsystemen. Vraag is dan welke bron je op welk moment gebruikt, kijkend naar beschikbaarheid en prijs.”

Een aantal omgevingsfactoren hebben ook invloed op het opwekken en het verbruik van energie: buitentemperatuur, dag-nacht ritme, vochtigheid, wind, tijd enzovoorts. Uiteindelijk ontstaat door al deze facetten de dynamiek tussen vraag en aanbod.

Een gebouw- of huiseigenaar wil uiteindelijk tot verschillende scenario’s komen die in het systeem kunnen worden ingevoerd. “Door het zelflerend te maken gaat het systeem en het gebouw voor je werken en kom je tot een optimalisatie van het gebruik van je gebouw.”

Vooral wanneer steeds meer technologieën in bijvoorbeeld een woning voorkomen, zoals een warmtepomp, elektrische auto, energie-opwek, thuisbatterij, komt er een kantelmoment waarop een energie-optimalisatiesysteem echt nodig wordt. In grotere (kantoor)gebouwen is die complexe situatie, waarbij zo’n systeem rendeert, er vaak al.

Europese richtlijn
De Energy Performance of Buildings Directive (EPBD) is de Europese richtlijn voor energieprestaties van gebouwen. GACS staat voor Gebouwautomatisering & -Controle Systeem dat vanaf 2026 verplicht wordt gesteld.

“Stel jouw gebouw heeft een bepaalde energieprestatie, is bijvoorbeeld energieneutraal. Daar hoort een bepaald gebruik van technieken en materialen bij, enzovoort. Daarover handelt de EPBD en binnenkort gaan we naar versie vier van deze richtlijn, die de eisen aanscherpt en wijzigt”, legt Van Vugt uit.

Een onderdeel van de eisen in de EPBD 4 gaat over de GACS. “Wat een GACS beschrijft is eigenlijk de automatisering van en controle op energie in een gebouw.”

Kleinere gebouwen en woningen
Wat houdt dit allemaal in voor een gebouweigenaar? Van Vugt: “Allereerst stel je eisen met betrekking tot het geluid, het gebruik van materialen en technologie, de CO2-voetafdruk, recycling maar ook de coëfficiënt bij omzetting van elektrische energie naar warmte met een warmtepomp.”

Daar zijn veel praktische vertalingen voor nodig en zie je de verdeling voor buiten, binnen en digitaal terug. Er is apparatuur, kennis en ook software voor nodig om het inzichtelijk te maken. Een gebouw moet op de energieprestatie worden gekeurd door een erkend of gecertificeerd keuringsbedrijf om aan de richtlijn te voldoen.

“Een opdrachtgever kan vervolgens zelf hogere eisen hebben dan die door de EPBD worden gesteld.” In de EPBD 3 was de verplichting van een GACS opgenomen voor installaties met een vermogen groter dan 290 kilowatt. Bij de EPBD 4 is dat verlaagd naar 70 kilowatt.

“De EPBD gaat daarmee ook gelden voor kleinere gebouwen en we gaan naar de situatie toe dat het voor woningen zal gelden. Straks is de GACS dus verplicht voor elk gebouw. En het geldt niet meer alleen voor opwekkers maar zal ook opgaan voor technologieën voor verwarming, airco, ventilatieregelingen en circulatiepompen”, aldus Van Vugt.

De EPBD vereist het continu monitoren, analyseren en aanpassen van het energieverbruik in gebouwen. “In principe wordt een gebouw-automatiserings(controle)systeem en energie-optimalisatiesysteem vanuit die EPBD 4 één systeem. Het monitoren van energie, van opwekkers, scenario’s maken, het afstemmen met de klant, dus wat wil je wanneer hebben, wanneer wil je welke bron gebruiken, welk apparaat moet wanneer energie hebben enzovoorts. Al die zaken moeten geoptimaliseerd worden. Wanneer dat gerealiseerd is, voldoe je straks aan de EPBD 4 en heb je een GACS.”

Van Vugt geeft richting bedrijven aan dat er hiertoe met open systemen gewerkt moet worden. “Stel je data ter beschikking en geef die informatie aan je gebruikers en klanten en zorg dat je die enorme hoeveelheid data optimaal kan inzetten in een systeem. Dit bestaat wel al maar we staan echt nog aan het begin van deze ontwikkeling.”

Allereerst moet de data worden vastgelegd om te kunnen classificeren. “Dan moeten we de eisen voor slimme meterdata vastleggen. Onderzoek moet ook worden vastgelegd en vervolgens is er het praktisch uitwerken en maken van de GACS. Er moet in ieder geval een goede registratie worden opgezet van die systemen, zodat we daar van leren met elkaar.”

Ten slotte noemt Van Vugt dat er voor goede inspectie en onderhoud moet worden gezorgd van klimaatinstallaties. “En leg de eisen daarvoor goed vast.” Hij denkt dat gezien de hoeveelheid werk handhaving niet zozeer haalbaar zal zijn maar wel dat, via erkenningen en certificeringen van partijen, vakmanschap aantoonbaar wordt.”