Kenniscentrum Leefomgeving Lectoraat Duurzame Energievoorziening Stage-en afstudeeropdrachten September 2013 tot Januari 2014 Beste student In dit overzicht staan de stage- en afstudeeropdrachten die binnen Kenniscentrum Leefomgeving, lectoraat Duurzame Energievoorziening, worden aangeboden voor de periode vanaf september 2013. Ervaringen huidige stagiairs / afstudeerders Pagina 2 Opdrachten Biomassa Pagina 3 1. Energetisch onderzoek decentrale sanitatie 2. Optimaliseren groen gas uit afvalwaterzuivering 3. Proof of principle plugstroom vergistingsreactor Opdrachten Comfort en Energie Pagina 6 4. Comfort en duurzaamheid door intelligentie in Saxion 5. Regeling ijskwaliteit De Scheg Opdrachten energieneutrale gebieden Pagina 8 6. Dynamische warmte- en koelvraag van low-energy woningen 7. Haalbaarheidsonderzoek all-electric systeemconcepten Stage of afstuderen via lectoraat Duurzame Energie Pagina 10 1
Ervaringen huidige stagiairs/afstudeerders Ik ben echt met iets bezig wat gebruikt wordt in een groter onderzoek. (Stagiair Biomassa) Kenniscentrum leefomgeving biedt veel ruimte voor eigen invulling. Ik nam mijn eigen onderzoek mee (Afstudeerder Duurzame Installatietechniek) Je krijgt goede begeleiding bij je afstuderen. Ik kan bij veel mensen terecht met mijn vragen. (Student assistent) Gezellig om met een groepje stagiairs bij elkaar te zitten. (afstudeerder Duurzame installatietechniek) Je hebt zelf invloed op je werkzaamheden. Je kunt aangeven waar jouw interesses liggen. (Stagiair comfort en energie) De vrijheid om je eigen werktijd in te vullen. Als je maar goed werk levert. (stagiair Biomassa) Stage Tijdens een stage bij het Kenniscentrum Leefomgeving, lectoraat Duurzame Energie wordt er meestal aan meerdere opdrachten gewerkt: één of twee grotere opdrachten en een aantal kleinere. In overleg wordt er een keuze gemaakt uit onderstaande mogelijkheden. Daarbij wordt ondermeer gekeken naar de door de stagiair(e) te bereiken leerdoelen. Ander onderdeel van je stage is helpen in het energielab. Afstuderen Als je afstudeert bij het Kenniscentrum Leefomgeving, lectoraat Duurzame Energie werk je aan één grote opdracht. De opdracht bestaat uit een ontwerpopdracht in combinatie met een stuk onderzoek en geschied in samenwerking met één of meerdere bedrijven. In het overzicht staan een aantal specifiek voor afstuderen geschikte opdrachten. Voor meer informatie over stage en afstuderen bij Lectoraat Duurzame Energie, zie de laatste pagina. 2
Opdrachten Biomassa 1. Energetisch onderzoek Decentrale sanitatie Decentrale sanitatie Sneek Noorderhoek Stage Betrokken bedrijven: Project Noorderhoek Sneek, DESAH BV Conventionele afvalwaterzuivering in Nederland zamelt verschillende stromen water uit huishoudens uit een centraal lozingspunt per huis in. Het houdt er hierbij geen rekening, dat verschillende stromen mogelijk makkelijker en efficienter behandeld kunnen worden als ze apart worden ingezameld en direct worden behandeld. Het decentrale sanitatie concept omvat de scheiding van zwart water uit het toilet, waarbij keukenafval via een shredder bijgevoegd wordt in de vloeibare afvalstroom, en de overige water stromen in het huis (grijs water). Beide worden op locatie apart met verschillende technieken behandeld. Het zwarte water, wordt via een vacuum toilet ingezameld en vervolgens in een anaerobe vergister behandeld. Hierbij wordt biogas geproduceerd, dat weer gebruikt kan worden als duurzame energiebron. Woningstichting De Wieren, de gemeente Sneek, DeSaH BV, de Stichting Toegepast Onderzoek Waterbeheer en Wetterskip Fryslân hebben dit systeem ingevoerd op pilot scale voor op dit moment ca. 60 woningen. Het is de bedoeling om de praktische energetische performance van dit systeem te vergelijken met de energie en massabalans van de bestaande centrale zuivering van Deventer. ir. Ralph Lindeboom 3
2. Optimaliseren groen gas uit afvalwaterzuivering Betrokken bedrijven: Interreg IV RWZI Groen Gas Stage/ Living technology Waterschap Reest en Wieden Het lectoraat duurzame energievoorziening participeert in een onderzoeksprogramma naar het vergroten van de productie van groen gas op basis van vergistbare reststromen(riool slib, drijfmest en co-produkten) genaamd Interreg IV- Groen gas. De partners in dit project zijn twee waterschappen uit Nederland (Reest & Wieden en Regge & Dinkel) en een waterschap uit Emsdetten(stadt emsdetten). Deze waterschappen beheren elk een aantal rioolwaterzuiveringsinstallaties (afgekort RWZI) waarbij rioolslib dat ontstaat door het aerobe zuiveringsproces, vergist wordt tot biogas door middel van een anaerobe vergistingsstap. Slib dat omgezet wordt naar biogas, kan nuttig gebruikt worden en hoeft bovendien niet voor 100 euro per ton afgevoerd te worden naar de slibverbrandingsinstallatie. Waterschap Reest en Wieden heeft zeer recentelijk een anaerobe vergistingstrein in gebruik genomen op hun rioolafvalwaterzuivering in Echten. Het geproduceerde biogas wordt in een warmtekrachtkoppeling (WKK) verstookt en daarbij wordt de geproduceerde elektriciteit en warmte weer hergebruikt in het proces. Tevens is er een warmtewisselaar geplaatst voor de thermofiele vergister om de restwarmte van de thermofiele vergister te gebruiken om het slib voor te verwarmen. De vraag aan jou is of jij het proces energetisch kunt optimaliseren door meer biogas te produceren en de slibafvoer van de gehele zuivering te minimaliseren? Hierbij kun je bijv denken aan het kraken van slib via geavanceerde voorbehandelingstechnieken (zoals hoogspanning), waardoor het beter beschikbaar is voor de micro-organismen. ir. Ralph Lindeboom 4
3. Proof of principle plugstroom vergistingsreactor Eigen ontwikkeling Afstuderen Mestvergisting op boerderijschaal wordt hoofdzakelijk gedaan in een zogenaamde continu geroerde tank reactor. Door de mest te roeren in een zuurstofloze omgeving op een temperatuurniveau van 35 graden celcius(mesofiele condities) of 55 graden celcius(thermofiele condities) wordt een deel van de mest vergist tot biogas(hoofdzakelijk methaan en koolstofdioxide) variërend van 55-70 vol % methaan. Om de biogasopbrengst te vergroten worden energierijke gewassen bijgemengd zoals mais en bieten. Het nadeel hiervan is dat deze gewassen concurreren met de voedselmarkt, omdat dergelijke gewassen ook nodig zijn om het vee te voeren. Steeds vaker mengen ondernemers die een dergelijke reactor hebben staan oneetbare stromen bij zoals bermgras, GFT-afval en residuen uit de landbouw en voedingsindustrie. Deze stromen zijn echter vaak moeilijk vergistbaar omdat deze een hout-achtige structuur hebben. Hiervoor is voorbehandeling noodzakelijk om tot een goede omzetting te komen naar biogas. De geroerde tankreactor blijkt hiervoor niet voldoende geschikt te zijn. Een ander type reactor, de zogenaamde propstroom reactor, kan voor bovenstaand probleem een uitkomst bieden. In deze reactor kan voorbehandeling geïntegreerd worden en de warmte die daarvoor nodig is kan ook dienen verder om de reactor op de gewenste temperatuur te houden. Dit non-isotherme gedrag in de reactor heeft als voordeel dat de bacteriën culturen veel beter gaan presteren, omdat bij een geroerde tankreactor het hele volume aangepast wordt op de temperatuur waarop methaan bacteriën gedijen. De opdracht bestaat uit de volgende facetten: - Patentonderzoek naar vergelijkbare systemen - Modelvorming met behulp van engineering equation solver(ees) van een dergelijke propstroom reactor inclusief voorbehandeling en reactiekinetiek. - Opzetten van proof of principle van een propstroom reactor in het lab voor eerste validatie van het model. Heb jij een grote affiniteit met modelleren, ben je wiskundig goed onderlegd en zoek je een echte uitdaging? Dan is dit de opdracht waar je naar zoekt! ir. Willem Brus 5
Opdrachten Comfort en energie 4. Comfort en duurzaamheid door intelligentie in Saxion Duurzame intelligente gebouwen stage Betrokken bedrijven: Cofely, Lectoraat Ambient Intelligents, Lectoraat Duurzame energie Studenten van TN hebben het al aangetoond, gebouwvleugel Wolvecamp voldoet niet aan huidige comfort normen. Saxion wil graag het comfort in de gebouwen verbeteren, maar dan wel op een duurzame manier. Als belangrijke oplossing heeft het lectoraat Duurzame Energie een vergaande intelligente sturing voorgesteld. Dit idee wordt nu verder uitgewerkt en jij kan daar aan meewerken. Je werkzaamheden bestaan o.a. uit - het in kaart brengen van de huidige regel strategieën en welke effecten dit heeft op het comfort. Denk bv aan de koude maandag ochtend terwijl hoe verder de week vordert, hoe warmer het wordt. - Bepalingen van het comfort afhankelijk van de bezetting en het weer Ir. Jan de wit 6
5. Regeling ijskwaliteit De Scheg Scheg kiest voor duurzaam stage of afstuderen Betrokken bedrijven: Lectoraat Duurzame energie, sportcomplex De Scheg Het handhaven van de ijskwaliteit is op dit moment vooral een ambacht. Objectieve criteria voor ijskwaliteit ontbreken. Dikte, vlakheid, hardheid, het ontbreken van scheuren en ruwe plekken worden vaak genoemd als belangrijke grootheden. Ook willen schaatsers vaak dat het ijs glimt. De ijsmeester rijdt over de baan met een ijsmachine en brengt zonodig warm water aan (opvullen, dikte vergroten) of schaaft de baan (oneffenheden verwijderen, vlak maken). Dit proces wordt onafhankelijk van het vriezen met de koelmachines uitgevoerd. De scheg wil door het sturen aan goede regelparameters het energiegebruik verminderen. Aan jou de taak om hier een passende rol aan bij te dragen. Ir. Jan de wit 7
Opdrachten Energieneutrale gebieden 6. Dynamische warmte- en koelvraag van low-energy woningen Smart Grid Meppelenergie afstuderen of stage Betrokken bedrijven: Universiteit Twente, Rendo, gemeente Meppel, Universiteit Delft en i-nrg. In Meppel is de woonwijk Nieuwveenslanden in ontwikkeling waarbij als één van de eersten in Nederland een Smart Grid zal worden toegepast voor het sturen van opwekking en verbruik van elektriciteit, warmte en koeling. Een onderzoeker van Saxion werkt als promovendus aan de Universiteit Twente aan de ontwikkeling van de duurzame energievoorziening en de Smart Grid architectuur. Een belangrijke rol voor het balanceren van de energievraag en -aanbod is de dynamische warmte- en koelvraag van de woningen. Dit zijn low-energy woningen die voldoen aan strenge EPC-eisen (0,6 of lager). De wiskundige modellering kan op verschillende manieren. Eén daarvan is modellering in het dynamische gebouw simulatiepakket TRNSYS. Als stagiair of afstudeerder zul je bezig zijn een dynamisch model van een woning in TRNSYS op te bouwen en verschillende simulaties te draaien. De resultaten worden gebruikt om meetresultaten en resultaten van de Smart Grid simulator te valideren en hieruit equivalente parameters te vinden. Een boeiende opdracht binnen een actueel project met veel partners en degelijke begeleiding, met name geschikt voor studenten die eerdere ervaringen met simuleren, b.v. Matlab Simulink uitdagend hebben gevonden. Ir. Richard van Leeuwen 8
7. Haalbaarheidsonderzoek all-electric systeemconcepten Smart Grid Meppelenergie afstuderen of stage Betrokken bedrijven: Universiteit Twente, Rendo, gemeente Meppel, Universiteit Delft en i-nrg. In Meppel is de woonwijk Nieuwveenslanden in ontwikkeling waarbij als één van de eersten in Nederland een Smart Grid zal worden toegepast voor het sturen van opwekking en verbruik van elektriciteit, warmte en koeling. Een onderzoeker van Saxion werkt als promovendus aan de Universiteit Twente aan de ontwikkeling van de duurzame energievoorziening en de Smart Grid architectuur. Het systeemconcept omvat een biogas-wkk, warmte- en koude-opslag, warmtepompen en warmte- en koude distributie. Vanwege de huidige investeringsrisico s is mogelijk een meer invididuele energievoorziening aantrekkelijker aan het worden. Indien aardgas wordt uitgesloten, lijken individuele all-electric concepten de beste kans te maken. Als stagiair of afstudeerder zul je bezig zijn dergelijke concepten te inventariseren, principe schema s en systeemdimensies te ontwerpen en globaal door te rekenen op energetische jaaropbrengsten en kosten. Studenten met de nodige wiskundige affiniteit zullen daarnaast een dynamische systeemanalyse opzetten via modellering en simulatie. Een boeiende opdracht binnen een actueel project met veel partners en degelijke begeleiding. Ir. Richard van Leeuwen 9
Stage of afstuderen via lectoraat Duurzame Energie - Betaalde stage- of afstudeerplaats. - Opdrachten worden veelal gedeeltelijk bij de bedrijven uitgevoerd en gedeeltelijk bij het lectoraat binnen het Kenniscentrum KCL van Saxion. - Je maakt deel uit van Kenniskring Duurzame energie. - Biedt de mogelijkheid opdrachten bij en voor bedrijven uit te voeren met extra inzet van kennis en onderzoeksfaciliteiten. Zo wordt concreet bijgedragen aan het vergroten van de innovatieve mogelijkheden van het bedrijf. - Je krijgt de mogelijkheid een extra stuk kennis op te bouwen en onderzoek te doen. Dit staat goed op je CV. - Afwisselend: diverse interessante opdrachten, mee op bedrijfsbezoek, beursbezoek, deelname aan workshops, brainstorms met professionals, aandacht voor creativiteit en onderzoeksvaardigheden. - In deeltijd of kortere periode is ook mogelijk. We zoeken... Niet de eerste de beste! - Studenten die wat in hun mars hebben en zin hebben in een stuk extra verdieping. - Studenten die met en voor verschillende bedrijven alleen of in teamverband willen werken aan interessante projecten. - Die goed zelfstandig kunnen werken maar ook onder deskundige begeleiding kwalitatief goed toegepast onderzoek en ontwerpwerkzaamheden willen doen. Interesse? Neem contact op met de aangegeven contact persoon Jan De wit: 06-18557850; j.b.dewit@saxion.nl Willem Brus: 053-4871472; w.m.brus@saxion.nl Ralph Lindeboom: 053-4871815; r.e.f.lindeboom@saxion.nl Richard van Leeuwen: 06-10892455; r.p.vanleeuwen@saxion.nl Of... Kom gewoon even binnen lopen! Vanaf september nieuw meubilair 10