communicatieTekst Charlotte Kobus van Enexis en TU Delft en Elke Klaassen en Han Slootweg van Enexis en TU Eindhovenvakergekozen.Dezestijgingisvooralzichtbaarinnieuwbouwwoningen.Intotaalwordenalmeerdan65.000woningenverwarmdmeteenwarmtepomp.Ondanksdatdittotaleaantalnogrelatiefkleinis,stijgthetaantalge?nstalleerdewarmtepompeninNederlandergsnel.ElektrificatieDetoenamevanwarmtepompenendaarmeedeelektrificatievandeverwarmingsvraag,zorgtookvooreentoenamevandeelektriciteitsvraag.Metnameindewinterperiodes?wanneerdewarmtevraaghetgrootstisendaardoorveelwarmtepompenophetzelfdemomentaanstaan?kanditvoorproblemenzorgenindedistribu-tienetten.Voordeelvandewarmtepompisech-ter,datdoorhethogeisolatieniveauvanmetnamenieuwbouwwoningen,hetmogelijkisdeelektriciteitsvraagvandewarmtepomptever-schuivenintijdmetbehoudvanhetcomfortvandebewoners.Ditisookderedenwaarominver-schillendestudieshetslimaansturenvanwarm-tepompenwordtgenoemdalskansrijkeoptie.DewoningkannamelijkbeschouwdwordenalsHetgebruikvanelektriciteitindegebouwdeomgevingisaanhetverande-ren.Enerzijdsgaanhuishoudenssteedsvakerzelfelektriciteitproduceren.Hetaantalge?nstalleerdezonnepanelenisdeafgelopenjarensterktoegenomeninNederland.Ander-zijdsneemtookhetverbruikvanelektriciteittoe.Ditkomtmetnamedoornieuweenergiezuinigetechnologie?n,zoalselektrischeauto'senwarm-tepompen,dieeenverschuivingvanandereenergiedragersnaarelektriciteitmetzichmee-brengen.Omdezeenergietransitiemogelijktemakenendaarbijdeelektriciteitsvoorzieningbetaalbaarenbetrouwbaartehouden,wordtersteedsvakergekekennaarnieuwemanierenomdevraagvanelektriciteittesturen.Ditheeftalsdoeldevraagbetertedoenaansluitenbijhetlokaleaanbodvanelektriciteit,rekeninghou-dendmetdenetcapaciteit.Dewarmtevraaginhuizen,voorruimteverwar-mingenwarmtapwatervoorziening,vormthetgrootstedeelvanhetenergieverbruikinhuis-houdens.Doordehogeenergie-effici?ntievanelektrischewarmtepompenwordthiersteedsDoor de stijgende vraag naar elektriciteit en de toename van het aandeelduurzame energie, wordt flexibiliteit in de elektriciteitsvraag steeds belang-rijker. In de pilot Jouw Energie Moment (JEM) in Breda zijn de nieuwbouw-huizen in de wijk Meulenspie uitgerust met een slimme warmtepomp. Dit iseen warmtepomp die bij het plannen van verwarmingsprocessen rekeninghoudt met de prijs van elektriciteit op verschillende momenten van de dag.Slimme warmtepomplet op energieprijs70000600005000040000300002000010000020002001200220032004200520062007200820092010201120122013Figuur 1. Aantal ge?nstalleerde warmtepompen in woningen. Bron: CBS.10 Energie+ nr 4 december 2014thermischeopslagbuffer,endeflexibiliteitvandewarmtepompkangebruiktwordenomhetelektriciteitsverbruikbetertelatenaansluitenopbijvoorbeelddebeschikbarenetcapaciteitofhetaanbodvanlokaalopgewekteduurzameenergie.EnexisonderzoektindepilotJouwEner-gieMoment(JEM)inBredaofhetmogelijkisompiekbelastingeninhetelektriciteitsnettevoor-komendoorwarmtepompenslimmertegaanaansturen.Testen in de praktijkInmaart2013isJEMinBredavanstartgegaanindenieuwbouwwijkenMeulenspieenEasyStreet.Metbehulpvaneendynamischenergie-tariefwordendeelnemersverleidhunverbruiks-patronenteveranderen.HetdynamischetariefinJEMwordtiederedagberekendvoordevol-gendedag.Ditbestaatuiteendynamischtrans-porttariefvandenetbeheerder,eendynamischleveringstariefvandeenergieleveranciereneenvastdeelbestaandeuitonderanderedeener-giebelasting.Overhetalgemeenishettariefhoogtijdensdeavonduren(wanneerdeelektri-citeitsvraagendeprijsopdeenergiemarkthethoogstis)enlaagtijdensdenachtendemomentenwaaropdelokaalge?nstalleerdezon-nepanelenhetmeesteelektriciteitopwekken.Ditisinlijnmetdekostenstructuurvandebetrokkenpartijeninhetproject,netbeheerderEnexisenenergieleverancierGreenChoice.Deel-nemerskrijgeninzichtinhunenergieverbruikenproductiedoormiddelvaneendisplaydiegekoppeldisaanhetHomeEnergyManagementSystem(HEMS)inhunwoning.Ditsysteemcom-municeertmethetCentralEnergyManagementSystem(CEMS),datiederewoningvandeinfor-matieoverhettariefendevoorspellingvandelokaleproductievoordevolgendedagvoorziet.Deelnemershebbenookeenslimmewasma-chineontvangen.Diekunnenzezokunneninstellen,datdemachinewachtopeengoed-koopofduurzaammomentomtegaandraaien.IndewijkMeulenspieiselkvandeintotaal49huishoudensuitgerustmeteenwarmtepomp.Daarvandoener38meeaandeJEM-pilot.Vanafdestarthebbendezebewonersinvloedophetmomentwaaropdewasmachineaangaat,maarnietophetmomentwaaropdewarmtepompgaatverwarmen,ditgebeurtnamelijkautoma-tisch.Daaromzijninmaartditjaardezewarmte-pompenaangepastomvolledigautomatischmeetekunnendraaienindepilot.Ditbetekentdatdewarmtepompeninstaatzijnomrekeningtehoudenmethetdynamischetarief.Deverwar-mingsprocessenwordeningeplandopdemomentenwaaropdeprijslaagis,rekeninghou-dendmethetbewonerscomfort.Het werkingsprincipeDege?nstalleerdewarmtepompeninMeulen-spiezijnwarmtepompenmetbodemwarmte,aangeslotenopeenvloerverwarmingssysteem.DewarmtepompenzorgenvoordeverwarmingFiguur 2. Screenshot waarin het verbruik van de warmtepomp apart is weergegeven (roze)ten opzichte van het restverbruik van de woning (grijs).Foto:Enexisnr 4 december 2014 Energie+ 11communicatieverbruik verschoven worden in de tijd. Doordatde koude dagen ook de dagen zijn waarop hetnet sowieso al relatief zwaar belast wordt isvraagverschuiving tijdens deze dagen extrabelangrijk.De verwachting is dat de flexibiliteit in de prak-tijk wat minder zal zijn dan het model uitwijst.Dat komt met name door de voorspellingen diegebruikt worden om de processen in te plannen.Wanneer de toekomstige warmtevraag ver-keerd voorspeld wordt, kan het zo zijn dat eenverwarmingsproces toch op een ander tijdstipbegint dan is gepland. Doordat het bewoners-comfort prioriteit heeft, zal een verwarmings-proces ten alle tijden starten en stoppen wan-neer de door het setpoint gestelde grenzenbereikt zijn. Na afloop van de huidige winterpe-riode zal het model gevalideerd worden opbasis van metingen.DeelnemersDeimplementatievanhetslimaansturenvandewarmtepompbinnenJEM,isingezetopbasisvaneenduidelijkebehoeftebijdedeelnemers.Doordatdedeelnemersdemogelijkheidhaddenvoorhetslimaansturenvandewasmachineenenkoelingvanderuimteendewarmtapwater-voorziening.Deslimmesturingvandewarmte-pompisopdeverwarmingsprocessengericht.Indenormalesituatiewerktdewarmtepompopbasisvaneensetpointvoordetemperatuurvanhetwaterdatterugkomtuitdevloerverwarming.Ditisderetourwatertemperatuur.Hetsetpointisafhankelijkvandethermostaatinstellingvandebewonerendebuitentemperatuur.Doordeafhankelijkheidmetdebuitentemperatuurvari-eertditsetpointdusindetijd.Deretourwater-temperatuurwordtiedere15minutengemoni-tord,wanneerdetemperatuurisgedaaldtot-2?Conderhetsetpointstarteenverwarmings-procesdatduurttotdetemperatuur+2?Cbovenhetsetpointisgestegen.Innormaalbedrijfhoudtdewarmtepompdusalleenrekeningmetdedoorhetsetpointgesteldegrenzen(-2?Cen+2?C)enderetourwa-tertemperatuur.Omervoortezorgendatdewarmtepompookrekeningkanhoudenmetdeelektriciteitsprijs,kandeslimmewarmtepompervoorkiezenomeerdertestartenmeteenver-warmingsproceswanneerdateenfinancieelvoordeeloplevert.Wanneerderetourwatertem-peratuurtenopzichtvanhetsetpointmeerdan-0,3?Cgedaaldis,magergestartwordenmetverwarmen.InditgevalwordteeninplanverzoekgestuurdnaarhetCEMS.Ditverzoekbestaatuiteenvoorspellingvandeuiterlijketijdwanneergestartmoetwordenmetverwarmen,endeduurvanhetverwarmingsprocesopdattijdstipenalletussenliggendetijdstippen.HetCEMSplanthetverwarmingsprocesvervolgenszoopti-maalmogelijkin,rekeninghoudendmetdeelek-triciteitsvraaginderestvandewijkenhetdyna-mischetarief.Doorrekeningtehoudenmetdeuiterlijkestarttijdvaneenverwarmingsproces,deduurvanhetverwarmingsprocesenhetdyna-mischetariefwordteenkeuzegemaaktvoorhetstartmomentvaneenverwarmingsproces.DynamischHetslimaansturenis,netzoalsbijdewasma-chinehetgevalis,optioneel.Alsdeelnemerslie-vernietziendatverwarmingsprocessenwordenbe?nvloeddoorhetdynamischtarief,dankandeaansturingwordenuitgezetviadedisplayvanhetHEMS.Metdeimplementatievandewarm-tepompaansturingzijneenaantalextrascher-mentoegevoegdopdezedisplay.Eriseennieuwschermdatfunctioneertalsthermostaatenerisookeennieuwschermwaaropinzichtgegevenwordtindemomentenwaaropdewarmtepompdewoningheeftverwarmd.Zokanwordennage-gaanofdeverwarmingsprocesseninderdaadzoveelmogelijkopgoedkopemomentenwordeningepland.Verwachte vraagverschuivingOm de theoretische flexibiliteit van de warmte-pompen in de wijk Meulenspie te kwantificeren,en de effecten van verschillende dynamischtarieven te kunnen bestuderen, is een modelgemaakt wat de warmtevraag en het gedrag vande warmtepomp simuleert. Dit model is geba-seerd op de warmtepompdata die gedurendehet eerste jaar van de pilot is verzameld. Infiguur 3 is de gemiddelde vraagverschuivingvan de warmtepomp gedurende de winterperi-ode 2013-2014 weergegeven. Deze is gebaseerdop het dynamische tarief dat is afgegeven gedu-rende deze periode. Zoals te zien is in de figuuris een deel van de vraag in de ochtend naarvoren gehaald, hierdoor wordt het net gedu-rende de ochtendpiek ontzien.Verder is ook tezien dat de vraag tijdens de avondpiek geredu-ceerd is. Gemiddeld gezien is de piekreductie inde avond niet heel groot, alleen op de echtkoude dagen is de vraagverschuiving een stukgroter, doordat de warmtevraag en dus elektri-citeitsvraag dan groter is. Daardoor kan er meer100080060040020002 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24Tijd (uren)Warmtepompvraag(Watt)dynamisch tariefslimme sturingnormaalFiguur 3. Gemiddelde warmtepompvraag van ??n woning (oktober 2013 ? maart 2014) op basis van metingen en simulaties.12 Energie+ nr 4 december 2014en betrouwbaar te houden, wordt flexibilise-ring van de elektriciteitsvraag steeds belangrij-ker.Warmtepompen bieden hiervoor goedemogelijkheden, zodat zij in het toekomstigeenergienet een belangrijke rol kunnen gaanspelen. Dit komt niet alleen door de hoge ener-gie-effici?ntie, maar ook doordat woningen metwarmtepompen in de toekomst als thermischebuffer kunnen gaan fungeren. Op deze manierkan het elektriciteitsverbruik van de warmte-pompen verschoven worden in tijd, om devraag beter te kunnen laten aansluiten op hetlokale aanbod van elektriciteit, rekening hou-dend met de lokale netcapaciteit. In de JEM-pilot is een slim aansturingsalgoritme ontwor-pen dat ervoor zorgt dat de warmtepompverwarmingsprocessen gaat inplannen doorrekening te houden met de warmtevraag en hetdynamische energietarief. Het theoretischpotentieel aan flexibiliteit is onderzocht. Hoe-wel er nog niet genoeg praktijkmetingen zijnom dit te valideren, wijst de praktijk al wel uitdat het slim aansturen van warmtepompen zin-vol en veelbelovend is. En als de keuze voor hetwel of niet slim sturen aan de deelnemer zelf is,blijkt 90% hier graag gebruik van te maken.andereapparaten,vroegenzijzelfomhetslimaansturenvandewarmtepomptijdensdemetregelmaatvoordedeelnemersgeorganiseerdebewonersavonden.Zijzagennamelijkdatdewarmtepompnietflexibelwas,terwijlzijbezigwarenhunenergieverbruikaantepassen.Ineenvandeeerstevragenlijstenisdeintentiegeme-tenomvandemogelijkheidomdewarmtepompslimaantesturengebruiktemaken.95%vandedeelnemersgafaandatwaarschijnlijkofzekerwelvanplantezijn.Geziendediscussieoverdeacceptatievanconsumentenmetbetrekkingtotslimmenettenenslimmemeters,ishetinteres-santomteziendatdebehoefteomapparaten,zoalsdewarmtepomp,slimaantesturenvanzelflijktteontstaanbinnendeJEM-pilot.Hetenthousiasmevandedeelnemersbleekooktijdenshetontwikkelproces.Allereerstmoestnadeontwikkelingvanhetalgoritmevoordeslimmesturingenhettestendaarvanineenlaboratoriumsetting,ooknoggetestwordenineenechtesituatie;in??nMeulenspie-woning.Erwarenvoordezetestveelaanmeldingen.Daar-naastisinoverlegmetdedeelnemerstijdenseenbewonersavondookbeslotenomdedefaultsettingopautomatischslimaansturentezetten.Nadeuitrolvandeslimmesturinginmaart2014,werdenallewarmtepompendaar-doorautomatischslimaangestuurd.Eindokto-berstondennog33vande38systemenopslimsturen.Uitvragenlijstendieverstuurdzijnnadeintro-ductievandeslimmeaansturing,blijktdateenbelangrijkeredenomdittedoenisdatdeelne-mersopdezewijzegeldkunnenbesparen(door18vande38genoemd).Zeziendatdewarmte-pompeengroteverbruikerisenhetishandigdatdeaansturingautomatischgaatmetgega-randeerdbehoudvancomfort.Oftewel,bespa-renzonderernaaromtehoevenkijken.Deelne-mersgevenechterwelaandatzijhetprettigvindendatzijdekeuzehebbenomhetslimaan-sturenuittezetten,ookalgebruikenzedezekeuzeniettotnauwelijks.Tegelijkertijdgevendeelnemersaanhetbelangrijkteblijvenvindenommetdekleinereverbruikers,zoalsdewas-machine,teschuivenookalkostdatietsmeermoeite.ToekomstOm de energietransitie mogelijk te maken endaarbij de elektriciteitsvoorziening betaalbaarFoto:ColinBroughnr 4 december 2014 Energie+ 13