StadEnergyVille onderzoekt de ontwikkeling, de werking en het gebruik van elektrische en thermische netwerken. We richten ons op een naadloze integratie van hernieuwbare energiebronnen, zowel in distributie- en transmissiesystemen als in de bebouwde omgeving. EnergyVille beoogt de ontwikkeling, demonstratie en implementatie van intelligente sturing van netwerken en onderstations, hulpmiddelen voor het ontwerpen van DHC-netwerken, lagetemperatuurnetwerken, multi-carrier energienetwerken en stadsverwarmingsnetwerken.

Elektrisch
Thermisch

HVDC Grids

Hoogspanningsgelijkstroom (HVDC) is een sleuteltechnologie geworden in de energietransitie. Het biedt nieuwe perspectieven voor grensoverschrijdende infrastructuurinvesteringen en is tegelijkertijd de enige technisch haalbare oplossing voor het aansluiten van externe offshore windparken. In de komende decennia zullen geïntegreerde HVDC-netten een hoger aandeel van hernieuwbare energie mogelijk maken door het volledige potentieel van de technologie te ontsluiten. De activiteiten van EnergyVille om te evolueren naar HVDC-netwerken zijn gericht op de controle en bescherming van dergelijke systemen, evenals op planningsaspecten.

Interoperabiliteit en beslissingsondersteuning voor netwerkoperatoren

De werking en planning van transmissie- en distributiesystemen wordt steeds complexer als gevolg van de onzekerheid veroorzaakt door hernieuwbare energiebronnen en nieuwe bronnen van flexibiliteit die worden geboden door vraagbeheer, opslag en flexibele niet-lineaire netwerkelementen. Op dit moment moeten systeemplanners en operators grote hoeveelheden informatie verwerken en beslissingen nemen in een korte tijdspanne, wat resulteert in een suboptimaal gebruik van apparatuur of te veel investeringen in de systeemplanning. Met het onderzoek naar beslissingsondersteuningstools voor netbeheerders biedt EnergyVille nieuwe rekenmethoden en hulpmiddelen die de netbeheerder helpen om proactief beslissingen te nemen en een optimale integratie van alle serviceproviders in de markt mogelijk te maken, daarbij gebruikmakend van verschillende optimalisatietechnieken.

Testen van apparaat-interoperabiliteit door middel van hardware-in-the-loop

De energietransitie heeft geleid tot een fundamentele verandering in het gedrag van het energiesysteem, met toenemende hernieuwbare energiebronnen, nieuwe organisatiestructuren en snellere interacties. Dit heeft geleid tot slimmere elektrische netten, de ontwikkeling van nieuwe apparaten en nieuwe interacties in het netwerk. Om een betrouwbare werking van het elektriciteitssysteem te garanderen, zijn nieuwe testprocedures nodig. EnergyVille voert hardwaretests uit op apparatuur van het elektriciteitssysteem, gekoppeld aan de real-time computer voor het uitvoeren van hardware-in-the-loop tests, waarmee de interoperabiliteit van apparaten onder realistische omstandigheden getest wordt.

“De grondige theoretische kennis en wetenschappelijke productiviteit van de onderzoeksgroep van Jef Beerten, de eerste winnaar van de ABB onderzoeksaward ter ere van Hubertus von Gruenberg, stelt ABB en Power Grids in staat om klanten te overtuigen van de technische en economische haalbaarheid van een innovatief HVDC-gebaseerd supernet. Vooral hun onderzoek naar de rendabiliteit van DC-netten, regeldynamiek en bescherming zijn daarbij belangrijk. Ze ondersteunen daarbij niet alleen onze interne onderzoekgroepen met excellente resultaten, maar zijn ook een betrouwbare en bekwame partner om mee te werken in internationale studiegroepen en comités.”

Bazmi Husain, Chief Technology Officer, ABB Ltd

‘’ KU Leuven/EnergyVille was een belangrijke partner voor Mitsubishi Electric (MELCO) in de ontwikkeling van beschermingsoplossingen voor DC-netten. De ervaringen van het team van KU Leuven/EnergVille bleek een grote meerwaarde voor Mitsubishi Electric in de ontwikkeling van de eerste industriële HVDC-beveiligingsIED. Deze HVDC IED van Mitsubishi Electric werd uitvoerig getest in de labo’s van EnergyVille volgens de nieuwste testprocedures.

Kuroda Kenichi, Senior Manager Power System Technologies Group, Mitsubishi Electric Corporation

"Fluvius werkt samen met EnergyVille om beter inzicht te krijgen in hoe we de uitdagingen in ons distributiesysteem met het toenemend aantal elektrische voertuigen en zonnepanelen kunnen aanpakken door middel van nieuwe ICT-oplossingen. EnergyVille voerde gedetailleerde studies uit door middel van state-of-the-art onderzoeksprocedures wat resulteerde in duidelijke aanbevelingen die ons ondersteunen bij het maken van belangrijke beslissingen.”

Filip Van Rompaey, Chief Strategy Officer, Fluvius

Kris Baert

Contact

Kris Baert

Business Developer Solar and Electrical Energy Networks at EnergyVille/KU Leuven
Dirk van hertem

Contact

Dirk van Hertem

Professor Electrical Engineering at EnergyVille/KU Leuven

Slimme DHC controller

EnergyVille werkt aan technologieën die de energie-efficiëntie van stadsverwarmingsnetwerken aanpakken. We hebben een slimme DHC-controller ontwikkeld op basis van zelflerende algoritmen die het mogelijk maakt om het gebruik van restwarmte en hernieuwbare energiebronnen in DHC-netwerken te maximaliseren. De controller optimaliseert het verbruik van de gebouwen en districten en de vraag van het netwerk en maakt optimaal gebruik van de mogelijkheid om de thermische massa van het gebouw als thermisch energieopslagsysteem te activeren. De technologie beheert ook de aanbod- en verbruikszijde ('demand side management') van stadsverwarmingsnetwerken en de verschillende componenten van het energiesysteem (zoals opslageenheden, warmtepompen, enz.).

Netwerkdesign

Een thermisch netwerk is een energieconcept dat in staat is om thermische energie van een producent naar een consument te transporteren. Die energie kan worden geleverd als warmte (stadsverwarming) of koude (stadskoeling). Binnen EnergyVille werken we aan het optimale ontwerp van 4e generatie netwerken. Waar traditionele verwarmingsnetwerken werken bij typische temperaturen van 90/70°C, kan het thermische netwerk van de 4e generatie werken op een aanvoertemperatuur van 50°C en lager op basis van enkele of meerdere bronnen. Dit maakt het mogelijk om het primaire energieverbruik voor verwarming en koeling te beperken als gevolg van verminderde thermische energieverliezen in het hele net, maximaal gebruik van restwarmte en de integratie van hernieuwbare energiebronnen (bijvoorbeeld zonne- of geothermische energie).

Foutdetectie en -beheer

Onderstations in thermische netwerken zorgen voor de verbinding tussen het net en de gebouwen of installaties die ermee verbonden zijn. Traditioneel worden ze gebouwd met een of meer warmtewisselaars, enkele leidingen en kleppen om de stroming en druk te regelen, en een regelkader in combinatie met (beperkte) sensorapparatuur. Elke fout of storing in deze onderstations resulteert in een verhoogde retourtemperatuur van het warmtenet, wat uiterst nadelig is voor gebruik bij lage temperaturen en energie-efficiëntie. Deze gebreken en fouten komen in de praktijk vaak voor; studies hebben aangetoond dat tot 75% van alle geïnstalleerde onderstations een soort van fout vertonen.

Om deze fouten of gebreken snel te identificeren, heeft EnergyVille geautomatiseerde methoden ontwikkeld. Door deze intelligentie toe te voegen aan onderstation- en / of netwerkcontrollers, kunnen inefficiënties in het systeem eenvoudig en op afstand worden gedetecteerd, waardoor de kosten voor onderhoud (meer gericht en preventief) en bedrijfskosten (snelle reactie) voor zowel servicebedrijven als netwerkoperatoren worden verlaagd. Tevens werkt EnergyVille aan methodes om de retourtemperatuur in warmtenetten zo laag mogelijk te krijgen om de efficiëntie van energiesystemen te verhogen.

Erik De Schutter

Contact

Erik De Schutter

Business Developer Thermal Energy Systems at EnergyVille/VITO
Johan Desmedt

Contact

Johan Desmedt

Project Manager Energy Technology at EnergyVille/VITO