SmoothPOWER is Bentrups oplossing voor het stoken van keramiek op zonne-energie. Deze zomer leerde ik tijdens een webinar van deze innovatieve producent van keramiekoven-regelaars waarom dit zo belangrijk is.
Bentrup heeft meer dan 40 jaar ervaring in het ontwikkelen van regelaars voor de keramische industrie, ambachtelijke pottenbakkers en keramisten. Ik wilde daarom graag de nieuwste technologische innovaties vernemen van de oprichter Reinhard Bentrup.
Het aansluiten van een keramiekoven op zonne-energie is complexer dan het lijkt. De opgewekte zonne-energie moet eerst omgezet worden van gelijkstroom (DC) naar wisselstroom (AC) door een omvormer. De bekabeling moet zodanig worden aangelegd dat de verschillende componenten een veilige en efficiënte stroomoverdracht garanderen. Dit systeem staat bekend als de PV (Photovoltaïsche) installatie.
Wanneer de stroom van de PV-installatie niet direct wordt gebruikt, kan deze op twee manieren worden afgevoerd: naar het elektriciteitsnet of naar een thuisbatterij. Maar is het mogelijk voor een elektrische oven om direct en efficiënt stroom te gebruiken van de PV-installatie?
Dit was een vraag die ik voorlegde aan expert Reinhard Bentrup.
De uitdaging: keramiek stoken op zonne-energie
PV-systemen variëren van kleine, op daken gemonteerde systemen voor huishoudelijk gebruik tot grote, op de grond gemonteerde systemen voor nutsbedrijven. Ze bieden een duurzame en milieuvriendelijke manier om elektriciteit op te wekken. Dit helpt keramisten de energierekening te verlagen en de ecologische voetafdruk te verkleinen.
Het gebruik van een PV-systeem voor een apparaat dat frequent aan- en uitschakelt, zoals een keramiekoven, kan enkele uitdagingen met zich meebrengen. Hier zijn enkele belangrijke punten om te overwegen:
- Efficiëntie van de omvormer: Omvormers in PV-systemen zijn ontworpen om continu vermogen te leveren. Frequent in- en uitschakelen kan de efficiëntie van de omvormer negatief beïnvloeden. Omvormers reageren vrij traag op belastingveranderingen, omdat de netbeheerder dit vereist; zo wordt overschrijding van de netspanning voorkomen. PV-systemen mogen daarom slechts langzaam vermogen toevoegen of verwijderen. Dit helpt ook de interne elektronische componenten van de omvormer te beschermen. Constant in- en uitschakelen beïnvloedt de levensduur van deze componenten, zoals condensatoren en schakelaars, negatief.
- Energieopslag: Het gebruik van een thuisbatterij kan helpen om de efficiëntie te verbeteren. De batterij kan de overtollige energie opslaan wanneer de oven niet in gebruik is en deze energie leveren wanneer de oven weer wordt ingeschakeld. Maar ook de levensduur van een thuisbatterij wordt negatief beïnvloed als deze voortdurend aan- en uitgeschakeld wordt door een apparaat zoals een keramiekoven. Dit komt doordat de batterij meer laad- en ontlaadcycli ondergaat, wat kan leiden tot snellere slijtage en verminderde capaciteit in de loop van de tijd.
- Vermogensbeheer: Geavanceerde vermogensbeheersystemen kunnen helpen om de energieproductie en -consumptie te optimaliseren.
Keramiekovens gebruiken gedurende de gehele stookduur, telkens in korte frequenties, een grote hoeveelheid stroom (30 seconden aan en 30 seconden uit). Hierop zijn zowel de omvormer als de eventueel aanwezige thuisbatterij niet ingesteld. Het is daarom belangrijk om de specifieke behoeften van je keramiekoven en PV-systeem te evalueren en een specialist te raadplegen om de beste oplossing te vinden.
De expert aan het woord: Reinhard Bentrup
Na het volgen van de webinar werd het mij duidelijk dat het aansluiten van een keramiekoven op een PV-installatie minder eenvoudig is dan ik aanvankelijk dacht. Omdat ik dieper in de materie wilde duiken, nam ik contact op met Bentrup. Reinhard stelde voor om mijn vragen in een (online) gesprek te beantwoorden.
Vanuit het recent geopende Bentrup-kantoor in Kaapstad vertelde hij hoe hij en zijn team de afgelopen jaren hebben gewerkt om de nieuwste generatie Bentrup-regelaars klaar te maken voor keramiek stoken op zonne-energie. Ze zochten naar een oplossing om een PV-systeem efficiënt te gebruiken. Het voortdurend aan- en uitschakelen slijt niet alleen de omvormers en/of thuisbatterij, maar het kan ook tot 10 seconden duren voordat het systeem stroom kan leveren. Als de oven slechts 30 seconden aan staat, wordt dus slechts twee derde van de stroomvoorziening geleverd door de zon. De eerste 10 seconden worden dan geleverd door het reguliere stroomnet.
Hij benadrukte dat de van oudsher gebruikte “hysterese”-procedure geen oplossing biedt. Hysterese is een manier om een stabiele temperatuur te handhaven door een bereik te definiëren waarbinnen de temperatuur kan schommelen. Hierdoor duurt het langer voordat de regelaar actie onderneemt.
Bijvoorbeeld, als de gewenste temperatuur is ingesteld op 1000°C met een hysterese van 1°C, zal de ovenregelaar het verwarmingselement uitschakelen wanneer de temperatuur 1001°C bereikt en het weer inschakelen wanneer de temperatuur daalt tot 999°C. Dit zorgt ervoor dat het systeem iets minder vaak aan- en uitschakelt. Maar dit veroorzaakt ook onwenselijke temperatuurschommelingen in de oven (niet slechts +/-1°C, maar veel meer op de spiralen). Bovendien lost dit het probleem niet fundamenteel op.
Wat is dan wel de oplossing?
Bentrup SmoothPOWER: efficient keramiek stoken op zonne-energie
Het vinden van een evenwicht tussen de energievoorziening van de PV-installatie en de energiebehoefte van de keramiekoven is cruciaal. Een manier om dit te bereiken is door het gebruik van een geavanceerde regelaar die de energie-input kan stabiliseren: Bentrup SmoothPOWER.
Reinhard legt uit dat bij SmoothPOWER de verwarmingselementen in secties worden aangestuurd, wat resulteert in drie vermogensniveaus. De Bentrup-regelaars sturen vervolgens de keramiekoven aan met drie (in plaats van één) stuurcontactoren. De temperatuur in de keramiekoven blijft nauwkeurig dankzij het SmoothPOWER-algoritme. De drie fasen worden zo geschakeld dat:
- De temperatuurverdeling minstens zo goed is als zonder SmoothPOWER.
- De prestatiesprongen zeer klein zijn, wat de omvormer, batterij en componenten beschermt.
- De zonne-energie veel efficiënter wordt gebruikt bij het stoken van keramiek.
Reinhard verwacht dat de eerste Bentrup-technologiepartners deze oplossing vanaf het najaar zullen aanbieden. De nieuwste firmware, zoals die van de TC705/707, is ook SmoothPOWER ready.
De bedrading van bestaande keramiekovens moet echter worden aangepast. Sommige ovens zijn al compatibel met minimale aanpassingen om Bentrup SmoothPOWER te implementeren. De mate van aanpassing hangt af van het specifieke model van de oven en de huidige configuratie. Bentrup geeft de voorkeur aan een HAN15X-stekker met ten minste vier schakeluitgangen.
En verdere innovaties?
Nu we het toch over energie hadden, heb ik gelijk aan Reinhard gevraagd naar de nieuwe TX-serie Bentrup-regelaars.
De TX-serie onderscheidt zich door het meten van het daadwerkelijke stroomverbruik van de oven. Dit in tegenstelling tot de oudere generatie die slechts een schatting maakte. Het betekent dat keramisten nu een nauwkeuriger beeld hebben van hun energieverbruik. Hierdoor kunnen ze beter geïnformeerde beslissingen nemen over wanneer het tijd is om hun ovenspiralen te vervangen.
Met de hulp van SuperWise KilnAssist, een slimme software, kunnen gebruikers precies zien wanneer het vervangen van spiralen economisch zinvol is. Dit is vooral belangrijk omdat nieuwe spiralen meer warmte genereren dan oude, wat betekent dat de stookkosten stijgen naarmate de spiralen ouder worden.
De eerste modellen van deze serie, de TX75 en TX95, zijn al op de markt. En er is meer goed nieuws op komst. Naar verwachting zal volgend jaar de generatie X-CPU worden uitgebreid met de TX708, compleet met een TFT-scherm voor nog betere gebruikerservaring. Bovendien ontwikkelt Bentrup een losse module die het mogelijk maakt om oudere regelaars, zoals de TC707, aan te sluiten op deze nieuwe technologie. Dit biedt een kosteneffectieve oplossing voor diegenen die niet meteen hun hele systeem willen upgraden.
Het is duidelijk dat we spannende en zonnige tijden tegemoet gaan met deze innovaties. Ik kan niet wachten!
(en als ik weer nieuws heb, laat ik het natuurlijk direct weten in een nieuw blog 🙂 )
About Post Author
