DCDA openbaar eindverslag

19 mei, 2021

Eindverslag:

Normaal gesproken wordt er een schriftelijk openbaar eindverslag van een dergelijk subsidieproject gemaakt. Wij hebben er als Stichting Gelijkspanning Nederland voor gekozen om dit in interview vorm te doen. Alle deelnemers zijn geïnterviewd en dit YouTube filmpje is het uitgebreide eindverslag; dit bericht is een samenvatting.

Doelstelling DCDA project:

Het project DC Domestic Appliances (DCDA) is eind 2020 afgerond. Doelstelling van dat door RVO gesubsidieerde project was om bestaande apparatuur, zoals inductiekookplaten, heteluchtovens, wasmachines, kokend waterkranen, vaatwassers, koelkasten enz. met betrekking tot de voeding (de zogenaamde ‘power supply’) om te bouwen naar met 350V gelijkspanning.

Waarom dit doel?

Om slimme gelijkspanningstechnologie te implementeren die in staat is om energiestromen te sturen en zo vraag en aanbod actief te beïnvloeden. Niet eerst energie opwekken en deze aan het net leveren en ’s avonds energie er weer uithalen, maar de opgewekte energie direct gebruiken om bijvoorbeeld water te verwarmen en dit op te slaan en later te gebruiken om ’s avonds te koken, af te wassen enz. Zo wordt grootschalige netverzwaring met de bijkomende maatschappelijke kosten voorkomen. Tegelijkertijd kan met deze oplossing het aandeel duurzaam opgewekte energie groeien omdat opwek en verbruik meer gelijktijdig plaatsvinden. Bovendien kan bij deze oplossing bijvoorbeeld de elektrische auto ingezet worden als buffer, zowel om energie op te nemen als om energie te leveren.

Discussie

Terugblikkend op de afgelopen periode waarin activiteiten ten behoeve van het project zijn uitgevoerd en diverse resultaten die zijn behaald, zien de partners vooral dat het ombouwen van apparatuur en deze voorbereiden op marktintroductie van onderschatte complexiteit is. De insteek was om de voedingen (waar de elektrische energie wordt omgezet voor verwarmingselement, motor etc) te vervangen. Het aanpassen van deze voedingen zelf is qua complexiteit te overzien, de moeilijkheid zit hem in de hieronder volgende punten

• Alleen de voeding vervangen is niet voldoende, ook allerlei hulpvoedingen (voor elektronica in de apparaten), relais-schakelaars, filters en dergelijke moeten voor een goed werkend apparaat vervangen worden. Dit betreft hardware. Veel van deze vervangingen kunnen vanuit een kostprijsoverweging of een beschikbaarheidsvraagstuk vrijwel niet met een kant-en-klaar product / component worden uitgevoerd.
• Naast de hardware is in veel gevallen toch ook de firmware (programmeerwerk inbegrepen in hardware) niet klaar voor gelijkspanning. Enerzijds bieden de aangepaste voedingen meer regelmogelijkheden (meer stapjes in vermogen) anderzijds is de firmware ingesteld op de mogelijkheden van de oude voeding en wisselende spanning (zoals de inductiekookplaat).
• Een fabrikant van keukenapparatuur als ATAG is een integrator: veel verschillende componenten en deelsystemen worden volgens overeengekomen specificaties ingekocht bij partners binnen de hele ‘Hisense’ groep en gedeeltelijk extern betrokken. Binnen ATAG is daarom niet de volledige kennis aanwezig van alle onderdelen die in apparaten worden toegepast. Dat maakt het verkrijgen van alle relevante informatie over de werking van het bestaande product, als het doorvoeren van aanpassingen met het oog op toepassing van gelijkspanning, complex.
• De werking van de UI of User Interface (waar de gebruiker het apparaat bedient) is iets dat integraal moet worden meegenomen. Niet alleen omdat de werking van de nieuwe vermogenselektronica tot nieuwe / andere functies kan leiden, maar ook omdat de werking van de spanningsregeling op systeemnivo ingrijpt op de werking van het individuele apparaat. Stel: je hebt de inductiekookplaat op stand 5 (van 8) gezet dan kan het ingrijpen van de spanningsregeling ervoor zorgen dat de inductiekookplaat wordt terug geregeld naar stand 3 of 4 zodat bijvoorbeeld de oven kan opwarmen.
• Testen / CE-keur: Als deze 4 bovenstaande punten met succes zijn afgerond, dan blijft nog de uitdaging van het verkrijgen van de noodzakelijke CE-keur over.

Conclusie en aanbevelingen vanuit DCDA

Alleen maar Quick-and-dirty (conform de projectdoelstelling) de voedingen vervangen is vanuit het perspectief van het beoogde eindresultaat is geen realistische weg gebleken om apparaten goed op DC te laten werken. Er is veel meer nodig zoals uit de bovenstaande opsomming blijkt. Je kunt niet alleen de voeding vervangen, een herontwerp van de apparaten is nodig, soms ook met de firmware die gekoppeld is aan de hardware.

Vanuit het perspectief ‘voorbereid zijn op het ombouwen’, is het eindresultaat zeer bruikbaar: met een relatief beperkt project (qua financiële omvang) zijn zeer veel knelpunten boven tafel gehaald, die allen aangepakt moeten worden om dit herontwikkel-proces in de toekomst wel goed te laten verlopen.

De belangrijkste aanbeveling daarom is om, gebaseerd op het voorbeeld van de ontwikkelde 350 volt DC voeding voor een ATAG oven, herontwikkeling grondig uit te voeren en daar zeker ook de gebruikersinterface in te betrekken.