Circulaire en Duurzame Paviljoen Circl

Het Paviljoen "Circl" staat op een groot plein met groenvoorzieningen en is omsloten door de torenhoge gebouwen van ABN-AMRO. Na de entree van het Paviljoen "Circl" valt de ruimte en prettige sfeer, direct op en zijn meteen al de hergebruikte inrichtingsmaterialen en valt de aandacht op sombere afwerking, die origineel is, zoals de hergebruikte houten vloeren en beneden in de kelder, waar de betonnen vloer, die alleen geëgalisserd is en gepolijst zijn. Hier zijn vele vergaderzalen, waar we de presentaties te zien kregen.

De eerste spreker Ir. Rutger Sypkens Manager commerciële zaken planontwikkeling bij BAM Bouw en Techniek schetste een goed beeld met achtergrond hoe de besluitvorming is tot stand gekomen in elke fase van het project. De basisargumenten waren een unieke prestatie neerzetten, die past in de circulaire economie en duurzaamheid. Daarbij is de samenwerkingsvorm en bleef het in spelen op de snelle ontwikkelingen op het gebied van circulaire economie een uitdaging, omdat de beschikbaarheid van her te gebruiken materialen, maar deels beschikbaar en summier bekend (op internet). Een mooi voorbeeld zijn de ramen in de scheidingwanden van de vergaderzalen en de passage, die uit een te slopen gebouw in Hilversum kwamen.

Ook de elektrische installatie is uniek. Deze is grotendeels op gelijkspanning (DC) met alleen specifieke delen (zoals de sprinklerpomp) op wisselspanning (AC). Door Harry is het principe, de verschillen in DC en AC aangegeven en daarna dieper ingegaan op de projectfaseringen in ontwikkeling van het DC - Power systeem. Een hoofdverdeelinrichting op 350 Volt (VDC) voor gelijkspanning met hoofdrail, afgaande velden, groepen en bijbehorende beveiligingen, is geheel door zijn team (met ABB) ontwikkeld, gebouwd en tijdig opgeleverd. Naast de PV-zonnecellen op het dak is er opslag van elektrische energie in accu's om kortstondig ( 5 min.) donkere perioden met wolken te overbruggen. Voor de periode dat er geen zonlicht is, is een netaansluiting gemaakt. De wisselstroom AC wordt hiervoor omgezet in gelijkstroom (DC).

De gebouwinstallatie is bijzonder. De wandcontactdozen, zoals we die kennen, zijn vervangen door een aansluitdoos met USB aansluitingen en een speciale DC connector. Voor de verschillende gebruikersapparatuur dient de hoogte van de gelijkspanning / gelijkstroom geschikte te worden gemaakt voor dat specifieke apparaat. Hiervoor zijn specifieke overgangskabels met ingebouwde inverter gemaakt. Voor de LED verlichting is een bestaand Scandinavisch verlichtingssysteem gebruikt. Dit was ontworpen voor 250 VDC. Ook hiervoor is een overgangsinverter gemaakt. In de toekomst, zal deze gaan vervallen en wordt de verlichting rechtstreeks op de 350 VDC groepen aangesloten.

De aanleg en installatie van de unieke elektrotechnische gelijkstroominstallatie van het paviljoen Circl, is door Ing. Marius Boon, voormalig Installatie Adviseur van BAM Bouw en Techniek uit een gezet. De uitdagingen waren als er knelpunten waren toch steeds te kiezen voor de nieuw aanpak en deze te overwinnen. De enige escape was een conventioneel elektrische installatie te installeren in de laatste maanden van het project, maar dat bleek gelukkig niet nodig.

De rondleiding door het gebouw was goed verzorgd en de uitleg was duidelijk. De vragen over "het hoe en waarom" zijn uitvoering beantwoord met de criteria, die hebben geleid tot de keuze van toegepaste materialen en tot welke installatietoepassingen men is gekomen. Het effect van het (tijdelijk) uitvallen van de warmtepomp was merkbaar, maar gaf geen grote temperatuurschommeling, dit als gevolg van het goed geïsoleerde gebouw.

Een aanvullend artikel uit "InstallatieJournaal" met publicatie door Marjolein Eilander op 12 nov 2018 en Laatste update: 13 nov 2018 luidt:

Met DC is netverzwaring in Nederland waarschijnlijk niet meer nodig!

Het eerste gebouw met een DC-net staat aan de Zuidas. Circl opende september 2017 zijn deuren. Wat zijn ruim een jaar later de bevindingen? Harry Stokman van Direct Current vertelt.

Circl is een paviljoen van ABN AMRO. Het gaat om een circulair gebouw. Dit houdt in dat het toegepaste materiaal al eerder is gebruikt of herbruikbaar is. Het is het eerste gebouw ter wereld met een DC-net. “We hebben hier iets heel groots tot stand gebracht”, aldus directeur Harry Stokman van advies-, ontwikkel- en productiebedrijf Direct Current. “Daar kunnen we als Nederland trots op zijn.”

Zonnepanelen & gelijkspanning

Het hele Circl-gebouw is aangesloten op een gelijkspanningsnet met een 350V DC-distributiesysteem en DC-componenten, ontwikkeld door Direct Current. Op het dak en tegen de dakranden van het paviljoen liggen meer dan 500 zonnepanelen. Deze zijn direct op het gelijkspanningsnet aangesloten via microconverters. Normaal gesproken moet alle energie eerst nog naar wisselspanning worden omgezet. Dit gaat gepaard met omzettingsverliezen. Bij Circl leveren de zonnepanelen dus via het gelijkspanningsnet direct energie aan de verbruikers in het pand, zoals, laptops, mobiele telefoons en ledverlichting. Er is geen tussenkomst van het reguliere wisselspanningsnet. Ook de luchthuishouding is op het DC-net aangesloten.

BAM & Engie

Stokman: “Toen Circl opende wisten we niet zeker dat het zou werken. Je gaat daar natuurlijk wel van uit, maar zeker weten doe je het niet. Maar dat is ook de kracht van de installaties in dit gebouw. Dat je gaandeweg dingen uitvindt en aanpast.” BAM zorgde in Circl voor de installaties. Engie is momenteel verantwoordelijk voor het onderhoud ervan.

Leestip: Hoe ontwerp je een DC-net?

Geen netverzwaring

“We tonen met onze DC-componenten aan dat verzwaring van het Nederlandse elektriciteitsnet niet per se nodig is”, aldus Stokman. “Het systeem kan van nature congestie managen. Het optimaliseert het vermogen wat beschikbaar is automatisch. Overboeken is niet nodig. Dit is erg belangrijk in het kader van de energietransitie. Vaak is de boodschap toch dat ons elektriciteitsnet niet berekend is op de vele decentrale energieopwekkers. En dat je daardoor niet aan netverzwaring ontkomt. Circl is ook wat dat betreft een hele mooie showcase.” Direct Current wil het netverbruik in Circl nog verder minimaliseren.

Bemetering

Bij de huidige DC-installatie is de bemetering complexer omdat je geen standaard bruto productiemeter hebt zoals bij wisselspanning. De opwek is losgekoppeld van gebruik en men wordt alleen afgerekend op basis van productie. “Door het ‘eigen energie eerst principe’ en doordat het verbruik en de opwek gemixt zijn is een ander principe van bemetering noodzakelijk. We zijn nu bezig het financieel goed af te bakenen, ervoor te zorgen dat het fiscaal goed verrekend wordt”, vertelt Stokman.

Leestip: Eerste DC-huis uit de startblokken

Energiebalans optimaliseren

Op basis van het operating systeem Current/OS, ook een innovatie van Direct Current, is het mogelijk de energiebalans verder te optimaliseren. Zo regelen de Current Routers de beveiliging en de aansturing van het gelijkspanningsnet in Circl. Deze routers zitten in het distributiepaneel dat het hart vormt van het gelijkspanningsnet. “Het effect dat ons Current/OS-systeem heeft op de stroom  is bij Circl heel leuk gedemonstreerd. De software van de AC-DC- omzetter was een keer uitgeschakeld. Toen heeft het paviljoen in eilandmodus een paar uur doorgewerkt zonder een batterijsysteem. We hebben laten zien dat het systeem volledig de balans tussen productie en gebruik kan handhaven.”

Geen ict

Het conversiemanagementsysteem is niet gebaseerd op ict. Stokman: “Daarvan dachten mensen eerst ook dat het niet haalbaar zou zijn. Maar dat is het wel. Het haalt een kwetsbaarheid uit je installatie. Remote control maakt dat installaties hackbaar zijn. En daar is de laatste tijd veel over te doen. Je wilt natuurlijk niet dat een jongetje van 12 voor de lol alle installaties uitzet.”

USB-C wandcontactdozen

In het hele gebouw zijn 100W USB-C wandcontactdozen gemonteerd. Deze worden direct gevoed vanuit het DC-net. De wandcontactdoos is ontwikkeld in samenwerking met ABB die de behuizing van de USB-C maakt. Omdat met USB-C zowel energietransport als datacommunicatie via hetzelfde kabeltje mogelijk is, wordt de USB-C stekker de standaardconnectie van laptops, desktop computers, monitors, telefoons, tablets, ledverlichting en media-apparaten. Apparaten die USB-C niet ondersteunen kunnen in Circl gebruikmaken van lokaal ‘geproduceerde’ 230V wisselspanning. AC is een optie.

Implementatie batterijen

Bij de oplevering van Circl was de DC-installatie geschikt voor de latere implementatie van batterijen. Een combinatie van energieopslag in batterijen met zonnepanelen maakt het mogelijk een DC-gebouw van een veel kleinere netaansluiting te voorzien. Dit zorgt ervoor dat een DC-installatie goedkoper is dan een kantoorgebouw op het reguliere wisselspanningsnet. Momenteel is deze implementatie van batterijen in volle gang.

Batterijen van diverse leveranciers

“‘One sizes fits all’ werkt niet. Het is niet zo van: we nemen een PowerWall van Tesla en dan is het wel in orde. De toepassing is afhankelijk van de omgeving”, aldus Stokman. “We zijn druk bezig met een batterijenpakket van diverse leveranciers. De batterijen zijn geoptimaliseerd voor het gebouw. Zodat meer eilandbedrijf mogelijk is.” Bij de keuze van de batterijen ligt de nadruk op circulariteit. “Bij dit gebouw is het natuurlijk belangrijk dat producten 100% te recyclen zijn.”

Standaardisatie

De belangstelling voor Circl is groot. “We hebben ontzettend veel mensen op bezoek gehad, van over de hele wereld. En ze reageren altijd hetzelfde: Is dit alles? Waarom lossen we zoveel met wisselspanning op, wanneer gelijkspanning zo simpel is. Al die kastjes waar je bij wisselspanning mee te maken krijgt…” Volgend jaar komen 200 DC-experts van over de hele wereld bij elkaar in Nederland. Deze werkgroep heeft tot doel ervoor te zorgen dat DC gestandaardiseerd wordt. Stokman is verantwoordelijk voor deze werkgroep.

Rol installateurs

April 2018 publiceerde NEN de Nederlandse Praktijkrichtlijn 9090. Deze is geschreven om de elektrotechnicus die nu nog niet dagelijks met gelijkspanningsinstallaties te maken heeft, ervan te doordringen dat DC-installaties specifieke kennis en vaardigheden vereisen. Hoe kijkt de e-installateur eigenlijk tegen gelijkspanning aan? Volgens Stokman zijn grote installatiebedrijven inmiddels wel overtuigd van de voordelen van DC. “DC is een kans om omhoog te komen in de bouwkolom. Grote installateurs realiseren zich dat. Ze zien DC als een kans. Gelijkstroom brengt meer werk met zich mee. Je bent als installateur niet meer alleen stopcontacten aan het aanleggen maar zit meer bij de architect op schoot. De kleine installateur is er nog niet zo mee bezig. Die denkt meer: het werkt niet en het mag niets kosten.’”

‘Kwestie van wennen’

Gelijkstroom is ook een kwestie van wennen. En in de deze fase bevinden zich nu veel partijen.  Stokman: “Als systemen wijzigen, werken vuistregels niet meer. En veel is gebaseerd op vuistregels. Als je 10 partijen om een offerte vraagt, komen tien partijen met dezelfde oplossingen en krijgt de goedkoopste de opdracht. Met nieuwe systemen zoals DC krijg je de kans creatief te zijn.”

Direct Current is ook verantwoordelijk voor het gelijkspanningsnet van onderwijsgebouw Pulse. Het gaat om het eerste energieneutrale onderwijsgebouw op de campus van TU Delft. Kuijpers realiseerde hier de gelijkstroomopwekkende gebouwinstallatie. Momenteel is Direct Current samen met Eaton bezig met de Johan Cruijff ArenA. Ook is het bedrijf in samenwerking met Croon betrokken bij de eerste energieneutrale tunnel op DC: de Groene Boog bij de A16.

Op 16 mei 2018 heeft Regio Noord-Holland ook een bezoek gebracht aan de "Circl"

Cirl Circularie Paviljoen met demontabele materialen - © BAM Bouw en Techniek

Circl Paviljoen Aanbrengen PCM systeem (Phase Change Material) op kokosmat - © BAM Bouw en Techniek

Ingezamelde spijkerbroeken als plafond met kozijnen uit oude kantoren. - © www.abnamro.nl

Paviljoen Cicl toegang - © BAM Bouw en Techniek