Voor sommigen zal de term HeatMatcher bekend in de oren klinken. Hij lijkt namelijk sprekend op de term PowerMatcher, die ook uit de ECN-koker komt. Sterker nog, er is nadrukkelijk gekeken of de PowerMatcher-technologie, die vraag en aanbod van elektrische stroom op elkaar afstemt, gekopieerd kan worden voor het efficiënt afstemmen van vraag en aanbod van warmte. “Dat lukt maar ten dele”, vertelt Marco Bakker. “Stroom die je in het net pompt, moet je ook (ergens) afnemen want er is geen buffermogelijkheid. Het licht is aan of uit. PowerMatcher-technologie is helemaal toegespitst op deze beperking. Bij HeatMatcher-technologie proberen we de buffermogelijkheid van warmte te benutten.”
HeatMatcher zoekt continu naar optimale keuze van warmtebronnen
De buffercapaciteit van warmte (en koude) is het beste uit te leggen aan de hand van een voorbeeld uit de PowerMatcher-wereld. Een vrieshuis houdt de goederen bij voorkeur op een temperatuur van min achttien graden Celsius. Maar als de vrieshuismanager een aanbod krijgt van goedkope stroom, benut hij die om de goederen verder af te koelen tot bijvoorbeeld min 25 °C. Bakker: “Indirect slaat hij goedkope elektriciteit op in de vorm van koude (lees: warmte), zodat hij een volgend aanbod van dure elektriciteit met een gerust hart kan afslaan. Zijn spullen warmen weliswaar op als de koelmachines niet draaien, maar zolang ze kouder zijn dan de minimumgrens kan hij elk aanbod rustig overwegen.”
Inzetten van hernieuwbare energiedragers vergt creativiteit
Dit creatief omgaan met de regeling van warmte speelt vooral als hernieuwbare energie wordt ingezet. PowerMatcher is noodzakelijk om de onregelmatigheid van windenergie en zonnestroom op te vangen bij een telkens wisselende elektriciteitsvraag. Met duurzaam opgewekte warmte is iets soortgelijks aan de hand. Bakker: “Als de zon aan het eind van de middag in het westen wegzakt, komt de bewoner juist thuis en draait hij de thermostaat omhoog. Aanbod en vraag van warmte lopen dus niet synchroon. Wij broeden op manieren om met verschillende technologieën vraag en aanbod van warmte zo efficiënt mogelijk op elkaar af te stemmen.”
Met collega-onderzoekers probeert Bakker de karakteristieken van warmtevragers en warmteaanbieders in algoritmen vast te leggen. Die heten, net als bij de PowerMatcher, agents. De groep streeft ernaar een systeem te maken dat heel generiek is. Bakker: “Waar nu voor elke nieuwe installatie een geheel nieuwe regeling geschreven moet worden, hoeft de installateur straks alleen maar de juiste agents aan te sluiten, voor bijvoorbeeld de warmtepomp, de zonnecollector, of de warmteopslag. Over hoe die agents verder optimaal ingezet kunnen worden, hebben wij al nagedacht, dat zit al in de software voorgeprogrammeerd. Hetzelfde geldt voor stadsverwarming, industriële restwarmte … verzin het maar. Daarmee willen we bereiken dat er één regelsysteem is dat zelflerend is en voor alle situaties inzetbaar is. Bovendien kunnen installaties dankzij HeatMatcher efficiënter ingezet worden, waardoor ze compacter en dus goedkoper worden.”
Eerst van vier fases
De HeatMatcher is geen puur ECN-onderzoek. Met geld uit EFRO (Europees Fonds voor Regionale Ontwikkeling) werkt de groep van Bakker samen met ZON Energie Groep (penvoerder), INHolland, Ontwikkelingsbedrijf Noord-Holland-Noord en DWA installatie- en energieadvies. Op 1 september 2010 is project HeatMatcher officieel van start gegaan en eindigt eind 2013. “In de huidige eerste fase verzamelen we de karakteristieken van alle betrokken technieken en (toekomstige) apparaten. Daarvoor doen we een beroep op vrijwel alle onderzoeksgroepen van onze unit. Ik kan je zeggen: dat gebeurt niet vaak.”
In fase twee gaat Bakker bij een bestaand bouwproject de warmtevraag van de huishoudens kopiëren en bij HeatMatcher ingeven. Dan gaan de onderzoekers kijken welke beslissingen hij neemt, welke apparaten hij inschakelt. Bakker: “Vervolgens vergelijken we de theoretische HeatMatcher-methode met de daadwerkelijke standaardregeling. Ook rekenen we uit hoeveel energie de HeatMatcher nodig heeft om aan de vraag te voldoen en hoeveel de klassieke regelmethode vergt.” Fase drie wordt het ‘echt’. Dan gaat de HeatMatcher de warmtevraag regelen, met de klassieke regelaar als backup. En in fase vier moet de HeatMatcher het helemaal in zijn eentje doen.”
De lat ligt direct al tamelijk hoog, want het betreft hier geen blok van vier testwoningen. Het gaat om vier verschillende bouwprojecten in Noord-Holland, met elk een warmtetechnisch systeem voor tientallen woningen, waarbij de bewoners net zo verscheiden zijn als in een willekeurige wijk. De bewoners merken helemaal niets van het experiment, want zij draaien als vanouds aan hun kamerthermostaat.
Bakker: “Het gedurende een langere periode natuurgetrouw nabootsen van de warmtevraag van mensen is heel essentieel voor een regeling als de HeatMatcher. Hoe meer variatie hij meemaakt, hoe beter hij uiteindelijk kan kiezen voor de efficiëntste wijze van verwarming.”
