Scriptiebank overzicht

‘Het besparingspotentieel van een Energie Management Systeem (EMS)’
Student: Walter D’Amico – AP Hogeschool Antwerpen
Stageplaats: VEKA – Vlaams Energie- en Klimaatagentschap
Opleiding: Professionele bachelor Energiemanagement (2024-2025)
In een energiemarkt gekenmerkt door prijsschommelingen, capaciteitsheffingen en digitalisering, worden huishoudens en KMO’s uitgedaagd om hun verbruik slimmer te beheren. Energie Management Systemen (EMS’en) vormen hierbij een sleuteltechnologie: ze sturen het verbruik automatisch op basis van realtime prijs- en netdata. Toch blijft de rendabiliteit ervan voor veel gebruikers onduidelijk. Deze bachelorproef brengt daar verandering in.
Ik ontwikkelde een interactieve rekenmodule die op basis van gebruikersinput – zoals woningtype, toestellen, gedrag en contractvorm – de Total Cost of Ownership (TCO) en de Terugverdientijd (TVT) van een EMS berekent. Via Google Sheets en Apps Script wordt automatisch een gepersonaliseerd rapport gegenereerd, inclusief scenariovergelijking, besparingsgrafieken en benchmarkanalyse.
De tool werd ontworpen met reproduceerbare logica, gevoeligheids- en correctiefactoren, en werd getest op meer dan 550 realistische scenario’s. De resultaten tonen dat voor gebruikers met meerdere regelbare toestellen en een dynamisch of een contract bij een Flexibility Service Provider of aggregator, de jaarlijkse besparing kan oplopen tot honderden euro’s, met een gemiddelde terugverdientijd van net boven de 5 jaar. Daartegenover staan profielen waar de investering minder loont – wat de nood aan maatwerk aantoont.
Het project is technisch en beleidsmatig relevant. VEKA gaat deze rekenmodule zeker verder bespreken om te integreren in de website www.maakjemeterslim.be en zal dan worden ingezet in campagnes van VEKA als extra stimulans om potentiële gebruikers te overtuigen. Daarnaast is het inzetbaar als simulatie-instrument bij energieloketten, netbeheerders of leveranciers die contractoptimalisatie en flexibiliteitsdiensten willen ondersteunen. De methodiek is uitbreidbaar naar andere technologieën (zoals warmtepompen of batterijen) en types aansluitingen (zoals AMR).
Deze bachelorproef koppelt praktijkervaring, innovatie en systeeminzicht met een breed maatschappelijk nut. Het biedt gebruikers helderheid, en beleidsmakers een onderbouwde basis om het potentieel van EMS’en gericht te stimuleren in het kader van de energietransitie.

Deze scriptie onderzocht 2160 renovatie strategieën op typische Vlaamse woningen. Het huidige renovatiedebat legt te veel nadruk op financieel rendement, terwijl het echte doel ecologische winst is: minder CO₂-uitstoot, minder energieverspilling en een gezonder binnenklimaat. Kostenefficiënte maatregelen zoals spouwmuur- en dakisolatie zijn economisch aantrekkelijk, maar hebben beperkt effect op de uitstoot. Alleen doorgedreven renovaties naar energielabel A, inclusief warmtepomp, leveren een structurele CO₂-reductie op. Mijn onderzoek toont dat het gedrag van bewoners de grootste invloed heeft op het klimaat. Een eerlijk systeem zou een betaalbaar basisverbruik garanderen, terwijl de grote verbruikers de volledige meerkost dragen, zodat duurzaamheid zowel effectief als sociaal rechtvaardig wordt.

De collectieve masterscriptie vertrekt vanuit ‘More-than-human-ontwerpen’: een visie waarin mens, natuur en energie samen onze leefomgeving vormgeven. Ze verkent hoe architectuur en ruimtelijke ordening kunnen bijdragen aan een rechtvaardige en duurzame toekomst.

Het onderzoek situeert zich in Zwartberg (Genk), een voormalige mijnsite waar natuur, erfgoed en diverse gemeenschappen samenkomen. Vanuit een gezamenlijke contextanalyse en theoretisch kader werd een masterplan ontwikkeld dat inzet op groenblauwe netwerken als dragers voor een klimaatbestendig en sociaal inclusief Genk.

Binnen dit masterplan werden zes individuele cases uitgewerkt, elk met een eigen focus op de relatie tussen mens en meer-dan-mens. Mijn case ‘De energieke wijk’ onderzoekt hoe de energietransitie in een tuinwijk van Zwartberg collectiever en inclusiever kan worden aangepakt. De energietransitie is een van de grootste maatschappelijke uitdagingen van onze tijd. In Europa is 40% van het energieverbruik afkomstig van gebouwen. Toch blijft de renovatiegraad laag en wordt de energietransitie vaak gezien als een individuele verantwoordelijkheid, wat leidt tot ongelijkheid. Immers, wie geld, kennis of eigenaarschap mist, blijft achter. In sociaal kwetsbare wijken, zoals de Zuiderwijk in Zwartberg, is die kloof bijzonder voelbaar. De energietransitie is meer dan een technische operatie en een individuele verantwoordelijkheid. Het is een hefboom voor sociale rechtvaardigheid, ruimte om te delen en collectieve veerkracht. Mijn case toont hoe een kwetsbare wijk een pionier kan worden. Niet door te isoleren, maar door te verbinden.

Deze masterproef onderzoekt hoe batterijsystemen optimaal kunnen worden aangestuurd in een context van dynamische elektriciteitsprijzen en het Belgische capaciteitstarief. De focus ligt op industriële verbruikers, waarbij gestreefd wordt naar het minimaliseren van de totale energiekost.
Een nieuw Rolling Horizon Linear Programming (RHLP)-algoritme werd ontwikkeld en
vergeleken met een eenvoudig heuristisch basisalgoritme. Het RHLP-algoritme gebruikt PV-opbrengst, dynamische prijzen en verbruiksvoorspellingen op basis van Extreme Gradient Boosting (XGBoost) om de laad- en ontlaadbeslissingen te optimaliseren over een tijdshorizon van 48 uur. Deze horizon schuift mee met de tijd (rolling
horizon), waarbij de optimalisatie om de 15 minuten wordt herhaald. De PV-opbrengst
werd in de standaardconfiguratie benaderd via werkelijke historische waarden.
De algoritmes werden geëvalueerd aan de hand van uitgebreide simulaties op reële
verbruiksprofielen en historische Belpex-prijsdata. De resultaten tonen aan dat onder
de juiste omstandigheden het RHLP-algoritme tot 20% kostenbesparing kan realiseren
in vergelijking met het basisalgoritme.
Nacht- en weekendverbruik bleek een bepalende factor in de behaalde optimalisatiewinst, wat duidt op een duidelijke invloed van het verbruiksprofiel op het prestatiepotentieel van het algoritme. Daarnaast bleken ook parameters zoals batterijcapaciteit
en prijsschommelingen op de markt van doorslaggevend belang voor de gerealiseerde
resultaten.
Dit onderzoek toont aan dat batterijsturing op basis van verbruiksvoorspellingen via
lineaire optimalisatie kostenbesparingen kan opleveren.

De transitie naar CO₂-neutrale gebouwen vereist de elektrificatie van verwarmings- en ventilatiesystemen, met warmtepompen als sleuteltechnologie. De integratie van warmtepompen in bestaande luchtbehandelingsunits, met name in niet-residentiële gebouwen, blijft echter een uitdaging vanwege bestaande ontwerpen die afgestemd zijn op warmtebronnen met hoge temperaturen.
Deze thesis speelt in op die uitdaging door een simulatiegestuurde methodologie voor te stellen die toelaat om de integratie van lagetemperatuur-warmtepompsystemen in renovatiescenario’s systematisch te beoordelen en te optimaliseren. Door de discrepantie tussen conventionele ontwerprichtlijnen en de operationele grenzen van warmtepompen, is er een duidelijke nood aan een aangepaste ontwerpmethodiek. In de huidige praktijk ontbreken vaak concrete richtlijnen, wat leidt tot inefficiënte of ondermaatse toepassingen. Dit onderstreept het belang van iteratieve en prestatiegestuurde ontwerpbenaderingen, ondersteund door dynamische simulatie.
Een referentiegebouw met een conventioneel luchtbehandelingsunitontwerp wordt gemodelleerd in Hysopt om de gangbare ontwerpfilosofie, zoals bepaald door Europese normen en lokale regelgeving, weer te geven. Vanuit deze uitgangssituatie wordt een parametrisch kader ontwikkeld om de gevoeligheid van de systeemprestaties voor belangrijke invloedsfactoren te evalueren, waaronder de isolatiegraad van de gebouwschil, ventilatiebehoeften, configuraties voor warmteterugwinning, ontwerp-inblaastemperatuur en de hydraulische dimensionering van de verwarmingsbatterijen.
De analyse maakt gebruik van dynamische simulaties om de impact van ontwerpkeuzes op seizoensgebonden prestatie-indicatoren zoals de Seasonal Coefficient of Performance (SCOP), CO₂-uitstoot en operationele kosten te kwantificeren. De resultaten tonen aan dat de systeemprestaties sterk afhankelijk zijn van de interactie tussen isolatiegraad van het gebouw, de kenmerken van het afgiftesysteem, de aanwezigheid van warmterecuperatie en de regelstrategie. Zo blijkt dat binnen een warmtepompconfiguratie de toevoeging van ontwerpmaatregelen zoals vraaggestuurde ventilatie, warmterecuperatie, een verhoogde UA-waarde en een verbeterde gebouwschil kan leiden tot een reductie van 52% in operationele kosten en CO₂-uitstoot. Optimale prestaties vereisen bovendien een iteratieve verfijning van zowel de luchtzijdige als waterzijdige subsystemen. De studie toont aan dat statische, eenmalige ontwerpbenaderingen het risico op suboptimale integratie verhogen. Iteratieve, simulatiegestuurde processen maken daarentegen oplossingen mogelijk die de efficiëntie van warmtepompen verbeteren en het binnencomfort waarborgen.
Dit werk levert een gestructureerde methodologie aan die ontwerpbeslissingen in HVAC-renovatieprojecten met warmtepompen ondersteunt. Met een generieke maar aanpasbare simulatiebenadering wordt het mogelijk om de haalbaarheid van retrofittoepassingen onderbouwd te evalueren. Dit levert een concrete bijdrage aan de verduurzaming van het niet-residentiële gebouwenbestand, waarbij een eerste stap wordt gezet richting de opbouw van een beslissingskader, dat ingenieurs en installateurs ondersteunt bij het maken van diverse systeemkeuzes.

De Leopoldskazerne in Gent moet gerenoveerd worden tot een volwaardig hotel met 110 kamers en
bijhorende faciliteiten. Het HVAC-gedeelte wordt opgeleverd door meerdere bedrijven binnen de
Bumacogroup, vooral de HVAC-afdeling van Bumaco.
De bachelorproef omvat een beschrijving van de volledige HVAC, maar gaat dieper vooral in op de installatie
en ontwerp van het SWW-systeem met CO₂ warmtepompen van Mitsubishi. Alsook het opmaken van
logistieke documenten bv. materiaallijst, kabellijst, ….
Er is slechts 1 keer met CO₂ warmtepompen gewerkt binnen Bumaco en daar is dus veel onderzoek naar de
werking hiervan gebeurd.

De focus ligt op de verschillende mogelijkheden van hernieuwbare energiebronnen in België. Meer specifiek onderzoekt het of de groei van hernieuwbare energie voldoende is om aan de vraag te voldoen. De studie onderzoekt ook diverse manieren om dit haalbaar te maken, waaronder de vergelijking van verschillende kerncentrales, de uitbreiding van offshore windenergie en de toenemende vraag naar zonnepanelen. Daarnaast bevat de studie een kort overzicht van elektrische auto's en andere vormen van energieopwekking.

De renovaties van residentiële verwarmingsinstallaties met de bedoeling om CO₂-emissies te reduceren zijn vaak duur en vormen zo een drempel voor de meeste mensen. Door deze renovaties echter gezamenlijk uit te voeren daalt de kost per huishouden en zo ook de drempel. Deze scriptie onderzocht welke collectief gerenoveerde residentiële verwarmingsinstallatie het goedkoopst CO₂-emissies kan reduceren en goot de bevindingen in een nieuwe, grafische voorstellingswijze die toelaat het complexe vraagstuk eenvoudig te vertalen.

Met thermische seizoensopslag kan zonne-energie uit de zomer worden opgeslagen tot in de winter om te gebruiken voor de verwarming van woningen. De opslagtechnologie wordt gecombineerd met andere componenten in een globaal warmtenetwerk. In de thesis worden verschillende concepten voor zo'n warmtenetwerk met seizoensopslag ontworpen en vervolgens geëvalueerd op CO₂-uitstoot en kostprijs.

In dit werk wordt een nieuwe dimensioneringsmethode ontwikkeld voor boorvelden. Daarnaast wordt er een inzichtelijke methode ontwikkeld voor hybride geothermische verwarmings-en koelsystemen. Het blijkt dat zulke hybride systemen een economisch (en ecologisch) voordeel hebben.

Binnen deze thesis wordt de integreerbaarheid van hernieuwbare technologieën (warmtepomp, zonnepanelen en zonnecollectoren) met het productieproces van sanitair warm water bestudeerd. In een eerste deel wordt gekeken welke invloed de dimensionering en de aansturing van de hernieuwbare technologieën heeft op verschillende outputkarakteristieken van elk systeem. Hierna volgt een vergelijking tussen de hernieuwbare technologieën voor verschillende scenario's om te kijken welke technologie het meest geschikt is voor de productie van sanitair warm water. Deze vergelijking gebeurt op basis van energetische, economische en ecologische aspecten.

Deze scriptie onderzoekt of thuisbatterijen een oplossing kunnen bieden voor toekomstige problemen op het distributienet ten gevolge van de toename van hernieuwbare energietechnieken.

De geïntegreerde technieken, waarop tegenwoordig wordt ingezet om energiebesparende maatregelen door te voeren, vragen om energiesimulaties van volledige wijken. Deze simulaties nemen veel rekentijd in beslag. Een vereenvoudiging van deze simulaties is dus zeker en vast welkom. In deze scriptie wordt een methode hiervoor — genaamd de ‘op-maat-gemaakte cluster aanpak’ — ontwikkeld en getest.

Slimme elektriciteitsnetten: de oplossing voor het energieprobleem?door Jonas Engels en Dries GuldentopsDe opwarming van de aarde leidt tot een groeiende bewustwording dat de uitstoot van broeikasgassen sterk verminderd moet worden om de globale temperatuurstijging te beperken. Dit zorgt ervoor dat het aandeel van fluctuerende hernieuwbare energiebronnen in de elektriciteitsproductie toeneemt. Opdat het elektriciteitssysteem zou kunnen omgaan met deze onvoorspelbare, variërende energiebronnen heeft het een grote graad van flexibiliteit nodig.

Een stap richting een efficiëntereelektriciteitsvoorziening Hoewel het aandeel hernieuwbare energie en elektrische wagens in de lift zit,is het huidige elektriciteitsnet daarop niet voorzien. Technici denken dan ookgrondig na over hoe het anders en efficiënter kan. Een aanbeveling om onzeenergiefactuur te verminderen: gebruik meer gelijkspanning i.p.v.wisselspanning in het elektriciteitsnet. Uitdagingen voor het huidige elektriciteitsnetEen van de problemen waarvoor weinig media-aandacht bestaat, is demodernisering en uitbreiding van het bestaande elektriciteitsnet.

Ecologisch bouwen is een nieuwe opkomende trend. De toekomstgerichte burger is betrokken bij het wereldgebeuren en de wereldwijde milieuproblemen die zich via de media regelmatig presenteren. Uitputting van fossiele brandstoffen en het broeikaseffect hangen als een zwaard van Damocles boven ons hoofd. Het is van belang om als ontwerper hierop in te spelen.

Energie versus architectuur

De 21ste eeuw stelt de architectuur voor nieuwe uitdagingen. De milieuproblematiek doet ons nadenken over materiaalgebruik, water, energie en afval. Ecologisch bouwen is een nieuwe opkomende trend.