HomeShare
Artikel

Smart Energy

Wij creëren een groene en duurzamere toekomst.

Scroll

De klimaatopwarming is een reële bedreiging. Daarom moet er snel worden afgestapt van fossiele energiebronnen als aardolie, steenkool en gas. Maar ook kerncentrales hebben recent getoond dat ze niet altijd betrouwbaar zijn. Door die factoren stijgt de belangstelling voor het gebruik van hernieuwbare energiebronnen en slimme elektriciteitsnetwerken. Dergelijke ‘smart grids’ transporteren naast elektriciteit ook informatie die ons helpt om op een efficiëntere en duurzamere manier met energie om te gaan.

Zij maken het bijvoorbeeld mogelijk om dynamisch bronnen van hernieuwbare energie aan het systeem toe te voegen, zodat wij beter gewapend zijn tegen de snelle wereldwijde toename van het energieverbruik.

De klimaatopwarming is een reële bedreiging. Daarom moet er snel worden afgestapt van fossiele energiebronnen als aardolie, steenkool en gas. Maar ook kerncentrales hebben recent getoond dat ze niet altijd betrouwbaar zijn. Door die factoren stijgt de belangstelling voor het gebruik van hernieuwbare energiebronnen en slimme elektriciteitsnetwerken. Dergelijke ‘smart grids’ transporteren naast elektriciteit ook informatie die ons helpt om op een efficiëntere en duurzamere manier met energie om te gaan.

Zij maken het bijvoorbeeld mogelijk om dynamisch bronnen van hernieuwbare energie aan het systeem toe te voegen, zodat wij beter gewapend zijn tegen de snelle wereldwijde toename van het energieverbruik.

Bij imec beseffen wij hoe belangrijk het is om inspanningen te leveren voor een groene en duurzamere toekomst voor onszelf en onze kinderen. Daarom doen wij onderzoek naar de onderliggende technologieën om de energienetwerken echt slim te maken en de hernieuwbare energiebronnen efficiënter te gebruiken.

Onderzoek naar slimme energie bij imec

Imec beschikt over een zeer uitgebreide expertise op het gebied van slimme energie. Zo ontwikkelen wij manieren om slimme elektriciteitsnetwerken te plannen, uit te bouwen en te beheren of om de efficiëntie, productie en opslag van zonne-energie te verbeteren.

smart-energy-photovoltaics-imec

Onze onderzoekers proberen onder andere deze vragen te beantwoorden:

Hoe kunnen wij de technologie voor een efficiëntere opwekking van zonne-energie verder verfijnen, bijvoorbeeld met dunnefilmzonnecellen en siliciumzonnecellen?

Hoe kunnen wij energie efficiënter opslaan, bijvoorbeeld met de toekomstige 3D-batterijen die een hoger vermogen en een grotere energiedensiteit zullen hebben dan de huidige dunnefilm- of Li-Ion-batterijen?

Wat is het potentieel van galliumnitride-on-silicon (GaN-on-Si) technologie voor de ontwikkeling van efficiënte vermogenselektronica op microformaat, zoals vermogenomvormers?

Kunnen wij architecturen ontwikkelen die open en toch veilig zijn, waar meerdere partijen op aangesloten zijn, en die werken met innovatieve netwerktechnologie en omgevingssensoren. Op die manier zouden we eenvoudiger en voordeliger smart grids kunnen plannen, ontplooien en beheren.

Kunnen wij dynamische en flexibele manieren introduceren om energiegebruik te factureren (gebaseerd op de beschikbaarheid van energie eerder dan op het tijdstip van verbruik)?

 

Extra materiaal/voorbeelden/toepassingscases

Volgens de European Wind Energy Association (EWEA) zouden we tegen 2030 23% van onze elektriciteitsbehoeften dekken met windenergie. Maar de invoering van hernieuwbare energiebronnen gaat gepaard met een aantal forse uitdagingen. Een daarvan is de hoge volatiliteit van de opbrengst, typisch voor wind- en zonne-energie. Dat maakt het moeilijk om de capaciteit van de elektriciteitsnetwerken correct te berekenen. Het imec.icon-project SWIFT onderzoekt hoe we windturbines sneller en voordeliger met het elektriciteitsnetwerk kunnen verbinden, met een maximale beschikbaarheid van groene energie en de beperking van het risico op ongecontroleerde piekproductie.

De GreenTouchTM-technologie maakt residentiële telecom-netwerken met vaste toegang energie-efficiënter. Zo’n netwerken laten ons op het internet surfen, skypen, video’s en data uploaden en downloaden, enz. Maar ze verbruiken ook veel stroom; een verbruik dat nog jaarlijks met ongeveer 10% groeit, wat neerkomt op een verdubbeling om de zeven jaar. In het kader van het GreenTouchTM-initiatief droegen onderzoekers van imec–UGent bij tot een model dat residentiële netwerken met vaste toegang 250 keer energie-efficiënter maakt dan een geavanceerd netwerk uit 2010. Nog in het kader van dit onderzoek creëerde imec een innovatief rekenmodel dat het stroomverbruik van de huidige en toekomstige cellulaire basisstations voorspelt. Netwerkproviders en onderzoekers kunnen met dit model de juiste architectuur en installatie voor hun netwerk kiezen en bepalen welke hardwaretechnologie en types van basisstations het efficiëntst zijn.

Samenwerking in Vlaanderen brengt slimme elektriciteitsmeters dichterbij. Door de snelle toename van de gedecentraliseerde productie van hernieuwbare elektriciteit (bijvoorbeeld met zonnepanelen) hebben we nood aan slimmere netwerken waar de elektriciteit in twee richtingen kan stromen. Maar om zo’n smart grid stabiel te houden is het nodig om continu en realtime te monitoren met slimme meters, zowel in de netwerkinfrastructuur als bij de consument. Het CoPlaSM imec.icon-project legde de basis voor een zeer betrouwbare communicatiemodule. Deze kan onze elektriciteitsmeters echt slim maken.

Turbulent – een Vlaamse start-up die steun krijgt uit het imec.istart entrepreneurship-programma – ontwikkelde een technologie die de energie van stromend water in elektriciteit omzet, vanaf een verval van slechts 0,6 meter. Deze technologie kan gemakkelijk in een smart grid worden geïntegreerd met behulp van een vortex die met slimme controle- en monitoringsoftware wordt aangestuurd.

Imec speelt een essentiële rol in EnergyVille, een project van KU Leuven, Universiteit Hasselt, VITO en imec op het gebied van duurzame energie en slimme energiesystemen. Onze onderzoekers werken onder andere aan het bouwen van energie-efficiënte gebouwen en slimme netwerken voor een duurzame stedelijke omgeving. Denk bijvoorbeeld aan smart grids en geavanceerde lokale verwarmings- en koelnetwerken.

Vastestof-batterijen voor draagbare sensoren en elektrische auto’s. De vastestof-batterijen die vandaag op de markt zijn kunnen wegens hun beperkte capaciteit alleen voor micro-opslag worden ingezet, bijvoorbeeld om sensoren van stroom te voorzien. Maar door innovaties in de gebruikte materialen en de batterijstructuur kunnen vastestof-batterijen in de toekomst ook worden gebruikt voor grotere opslagsystemen, bijvoorbeeld voor elektrische auto’s of het smart grid.

Solliance en imec bundelen hun expertise in dunnefilm-zonnecellen. In het kader van Solliance, een partnership van R&D organisaties uit Nederland, België en Duitsland, werkt imec aan de verbetering van dunnefilm-zonnecellen.

Imec-onderzoeker Bart Vermang ontvangt een ERC Starting Grant om de efficiëntie, prijs en stabiliteit van dunnefilm-zonnecellen revolutionair te verbeteren. Een van de belangrijkste toepassingen van dunnefilm-zonnecellen is de integratie in bouwmaterialen en constructie-elementen zoals vensters, gevelelementen in alle vormen of gebogen dakbedekking. Op die manier wekt het gebouw zelf energie op. Dit is een essentiële technologie voor Europa, aangezien nieuwe gebouwen tegen 2020 bijna-energieneutraal moeten zijn. De resultaten van dit onderzoek zullen efficiëntere en duurzamere fotovoltaïsche technologie voor gebouwen opleveren en op die manier Europas ambitieuze klimaatdoelstellingen helpen bereiken.

Imec ontwikkelt uiterst efficiënte tweezijdige (bifaciale) zonnecellen. Tweezijdige zonnecellen vangen niet alleen het licht op dat op de voorzijde van het zonnepaneel valt, maar ook het licht dat op de achterzijde valt (zoals licht dat wordt gereflecteerd door de achtergrond, wolken, diffuus licht, en zelfs direct licht bij zonsopgang of zonsondergang). De efficiëntie aan de achterzijde van imecs cellen is bijna even groot als die van de voorzijde. Dit toont aan dat het mogelijk is om het rendement van installaties voor zonne-energie nog aanzienlijk te verbeteren.

Gerelateerd