Nederland zet
opnieuw de standaard

Onderzoeksthema's

De nieuwe standaard voor Smart Charging bestaat uit vele losse stukjes die samen de puzzel vormen die gelegd wordt. De facetten die we onderzoeken zijn te vinden in mensen en hun gedrag – wat willen zij – de doorontwikkeling van het ICT-protocol waarmee de auto en de laadpaal praten, het technisch upgraden van de laadpalen, het ontwikkelen van gebruiksvriendelijke apps, hoe het local smart grid van zonnepaneel naar auto eruit ziet, hoe terug laden uit de auto naar het huis werkt, hoe stroom uit windturbines naar auto’s kunnen worden geleid, wat de kansen zijn voor het elektriciteitsnet, en meer. Veel meer.

De onderzoeksthema's worden gezamelijk ontwikkeld door alle partners in het Living Lab Smart Charging en zijn continu in beweging. We werken naar standaarden. Wat werkt in één project, wordt toegepast en als standaard gebruikt in het andere. Zo komen de bouwstenen bij elkaar – pragmatisch en empirisch. Kennis delen is daarbij een key element. Elke partner brengt unieke kennis en ervaring in die nodig is om de mondiale standaard te kunnen zetten. Sluit aan waar mogelijk en benader ons wanneer een nieuw project de breedte van de partners in het Living Lab Smart Charging kan gebruiken.

Hieronder een opsomming van het brede scala aan onderzoeksthema's die we samen onderzoeken.

Batterijen

Elke elektrische auto is voorzien van een batterij. De ontwikkeling van deze batterijen gaat snel. Batterijen worden goedkoper, lichter en kunnen steeds meer energie opslaan en in een kortere tijd volladen. Hoe verhoudt die ontwikkeling zich tot de prijs van elektrische auto’s en dus de afzetmarkt en opkomst van de elektrische auto? Hoe kunnen laaddiensten en hardware inspelen op de snellere opname van energie in de batterij? En wanneer is de inzet van een statische batterij gewenst (zoals de Tesla Powerwall) ten opzichte van de inzet van elektrische voertuigen als opslag? Allemaal belangrijke ontwikkelingen die het succes van elektrisch vervoer mede bepalen.

Communicatieprotocollen

Om slim laden mogelijk te maken is veel interactie nodig. Bijvoorbeeld tussen de elektrische auto, de laadpaal en het backoffice systeem van waaruit de laadpalen bestuurd worden. Ook is interactie en communicatie nodig tussen de verschillende partijen die hierbij een rol spelen, zoals marktpartijen, energieleverancier, netbeheerder en de eindgebruiker. Gestandaardiseerde communicatie-protocollen maken afstemming tussen betrokken partijen mogelijk. Een communicatieprotocol is in feite een set afspraken waarin staat beschreven hoe de communicatie tussen de verschillende onderdelen en partijen moet plaatsvinden. Dit zorgt ervoor dat verschillende systemen op een uniforme wijze met elkaar kunnen communiceren. Door middel van open protocollen en standaarden wordt een open markt gecreëerd dat vervolgens leidt tot concurrentie en innovatieve laaddiensten die goed aansluiten bij de wensen van de e-rijder.

Cyber Security

Met het toenemen van het aantal laadpalen en een toename in functionaliteiten (Smart Charging, V2X) wordt het belang van Cyber Security steeds groter. Ook hebben de betrokken partijen een maatschappelijke en wettelijke verantwoordelijkheid om de beveiliging adequaat te regelen. Er is op dit moment geen uniforme standaard op gebied van (Cyber) Security voor de (publieke) laadinfrastructuur in Nederland. Diverse fabrikanten, exploitanten en opdrachtgevers hanteren wel eisen op dit gebied, maar hier is nog geen eenduidigheid aanwezig. Een belangrijke stap op dit vlak is wel reeds gezet door een samenwerking tussen ENCS (European Network for Cyber Security), ElaadNL , Alliander, Enexis en Stedin. Zij creëerden een professionele set aan Cyber Security eisen, reeds toegepast in de praktijk. Vanwege de verwachtte groei van EV en infrastructuur is het van groot belang om Cyber Security nu al goed te regelen.

Dynamic pricing

Met Dynamic Pricing bedoelen we het dynamisch en flexibel aanpassen van laadprijzen aan het tijdstip van laden in relatie tot het aanbod duurzame energie en de beschikbare capaciteit op het elektriciteitsnetwerk. Dit kan bijvoorbeeld betekenen dat laadprijzen laag zijn op het moment dat er veel aanbod is van windenergie, bijvoorbeeld midden in de nacht als de wind hard waait en er verder weinig vraag is naar energie. Hoe kan dit in de praktijk vormgegeven worden? En hoe zorgen we ervoor dat alle betrokken (markt)partijen dezelfde standaarden hanteren, zodat onderling kan worden uitgewisseld en gehandeld? Op deze vragen en meer gaan we gezamenlijk antwoorden vinden.

Elektrische auto

Alle automerken die een elektrische auto op de markt hebben gebracht hebben een eigen visie op elektrisch rijden en werken vaak met verschillende laad-snelheden en technieken. Hoe gaat dit zich verder ontwikkelen? Komen er auto’s met inductieplaten onder de auto? Hoe groot zijn en worden de accu’s? Kunnen auto’s ultra-snelladen? Allemaal factoren die van belang zijn om de hoeveelheid stroom die de auto in en uit kan gaan te bepalen en daarmee het effect op het net en de kosten voor de gebruiker te bepalen. Belangrijke ontwikkelingen zodoende om deel van uit te maken, te volgen en de samenwerking in op te zoeken.

Energie

De groei van duurzame energie is belangrijk om de energietransitie vorm te geven. De groei van het aantal elektrische auto’s – en dus de capaciteit van accu’s op de weg – moet gelijke tred houden met de groei van opgewekte duurzame energie. Alleen dan gaan we echt groen worden. Denk bij dit agendapunt aan begrippen als productie, handelsplatformen, off grid energie en private netten. Vragen die we willen onderzoeken zijn bijvoorbeeld: is het voor een consument met behulp van een elektrische auto en zonnepanelen mogelijk om off-grid te gaan (met off-grid bedoelen we energie opwekken, opslaan en gebruiken geheel afgesloten van het net)? En is het voor een consument mogelijk om middels zijn elektrische auto met energie te handelen?

Gedrag

Het succes van Smart Charging staat of valt bij mensen die elektrische auto’s rijden en laden. Er bestaat een breed scala aan type gebruikers met elk hun eigen behoeften. Deze behoeften lopen uiteen als het gaat om type laders (zoals laders met een reguliere snelheid, snelladers of inductieladers), type domeinen (privaat, publiek of semi-publiek) en deze behoeften verschillen naar het type vervoer (personen- of vrachtvervoer, maar ook zakelijk of privévervoer). Het is belangrijk om de behoeften van deze verschillende typen gebruikers helder te krijgen. Zijn gebruikers verder op de hoogte van de kansen die Smart Charging biedt, zowel voor milieu als voor de portemonnee? Hoe motiveer je mensen om op duurzame stroom te rijden en flexibiliteit te bieden waar mogelijk? Waar reageert men op, welke prikkels en beloningen zijn van belang? Welke slimme laaddiensten kunnen we gebruikers vervolgens aanbieden? Gedrags- en ervaringsonderzoek is noodzakelijk om meer inzicht te krijgen in de (te verwachten) gedragseffecten rondom EV en levert mede input voor het meest passende marktmodel, welke waar nodig in regelgeving verankerd kan worden.

Interfaces

Om slim te kunnen laden is het belangrijk om ook gebruik te maken van de informatie uit apparatuur rondom laadlocaties, om op die manier optimaal met lokale omstandigheden om te gaan. Zo wordt er bijvoorbeeld gecommuniceerd met de omvormers van zonnepanelen, de aansturing van warmtepompen en is er contact met de slimme meter. In het Living Lab Smart Charging wordt de interoperabiliteit tussen de laadpaal en haar omgeving middels nieuwe en bestaande interfaces vormgegeven. Interfaces zijn de schakels tussen allerhande verschillende systemen en apparatuur, maken communicatie mogelijk en brengen daarnaast twee werelden samen, namelijk de auto-industrie en de traditionele energiemarkt.

Internationalisering

Nederland heeft een internationaal vooraanstaande positie op het gebied van elektrisch rijden. Er staat een unieke hoeveelheid (publieke) laadinfrastructuur die ook nog eens interoperabel is. De markt werkt hier samen en dat geeft kansen om de energietransitie vorm te geven: door overtollige duurzame energie tijdelijk in autoaccu’s op te slaan en te gebruiken op een moment dat er wel vraag is. Dit ontwikkelen we samen in het Living Lab Smart Charging. Nederland gaat de opgedane kennis, hardware, protocollen en standaarden exporteren en maakt zich internationaal sterk voor een open markt.

Interoperabiliteit

Interoperabiliteit betekent een EV-infrastructuur die voor iedereen en onder gelijke voorwaarden toegankelijk is en zorgt ervoor dat verschillende marktpartijen en systemen in staat zijn met elkaar te communiceren en data uit te wisselen. Dit betekent voor een e-rijder het vrijelijk kunnen gebruiken van laadinfrastructuur, ongeacht waar deze zich bevindt, ongeacht merk of type elektrische auto, of laadpas of -app die hij heeft. Dit is voor een groot gedeelte al mogelijk. De volgende stap is met één pas of app overal slim kunnen laden. Het is belangrijk dat we interoperabiliteit borgen, ontwikkelen en versterken. Hiermee vergroten we het gemak en daarmee tevens het gebruik.

Laadalgoritmes

Na het verzamelen van informatie van de e-rijder én de omgeving moet de beslissing genomen worden op welke manier er slim geladen wordt. Welke voertuigen kunnen optimaal gebruik maken van lokaal opgewekte energie? Welke laadsessies bieden de meeste flexibiliteit om slim te laden? Wil ik als e-rijder groen laden en/of goedkoop laden? Wil ik rijden op mijn eigen zonne-energie of op windenergie? En wat wordt dan het uiteindelijk laadplan voor iedere auto? Deze vragen worden beantwoord in de laadalgoritmes: een set aan beslissingsregels die op basis van bekende informatie de optimale laadplannen gaat opstellen voor de voertuigen. Vele stakeholders in de energiemarkt (waaronder de e-rijder zelf) hebben hier hun eigen ideeën over en deze worden bij elkaar gebracht in de Living Lab pilotprogramma’s om ervaring op te doen met wat het beste werkt in verschillende situaties.

Netbeheer

Met de komst van elektrisch vervoer wordt de vraag naar (duurzame) energie vele malen groter. Bijvoorbeeld de piekvraag van een Tesla is net zo groot als die van tien huishoudens. De elektriciteitskabels en transformatoren die zorgen voor deze benodigde energievoorziening hebben een bepaalde maximale capaciteit. Wanneer deze maximale capaciteit overschreden wordt door een dergelijk hoge vraag, heeft dit versnelde veroudering van deze materialen tot gevolg en kan het elektriciteitsnet overbelast raken en kunnen gedeelten ervan zelfs uitschakelen. Wanneer de toename van het aantal elektrische auto’s doorzet en we doen verder niks, zal er voor een periode van enkele uren (voor een woonwijk gedurende de (huidige) avondpiek) een te hoge vermogensvraag ontstaat die over de maximale capaciteit heen gaat. Dit is niet nodig want overdag en in de nacht is meer dan voldoende capaciteit beschikbaar. Het is dus van belang, zowel voor de netbeheerder als voor de energiemaatschappij en de samenleving, om deze vermogensvraag zo goed mogelijk te spreiden of te verplaatsen naar momenten op de dag wanneer de belasting laag is. Dit is wat je met Smart Charging kunt doen.

Vehicle2X

De techniek van Vehicle2X (V2X) richt zich op het gebruik van de elektrische auto als batterij en als buffer: een onmisbare stap in de energietransitie en het rijden op zon en wind. In tijden dat er meer aanbod is van duurzame energie, kan de auto dit overschot tijdelijk opslaan. Hierbij bepaalt de gebruiker zelf wat er met de energie gebeurt: ermee rijden, terug leveren aan het net, of voor andere doeleinden gebruiken (bijvoorbeeld het huishouden). Deze techniek en alle bijbehorende afspraken staan nog in de kinderschoenen en vraagt om veel onderzoek. Verdere standaardisatie is noodzakelijk om deze slimme technieken tot een succes te maken.

Wilt u meer informatie over de onderzoeksthema's of heeft u hier iets aan toe te voegen of op te merken? Neem contact met ons op.

Slim laden:
wind de auto in