In onze bachelorproef Ontwerp en realisatie van een eco-dynamische doorstroomverwarmer onderzoeken wij hoe overtollige zonne-energie in een industriële context efficiënt en autonoom kan worden benut. De stageplaats beschikt over een grootschalige zonnepaneleninstallatie (±1,3 MW), maar een deel van die opgewekte energie werd opnieuw op het net geïnjecteerd, wat leidt tot verlies en extra kosten. Onze opdracht bestond erin een systeem te ontwikkelen dat deze energie lokaal inzet voor het preventief opwarmen van proceswater.

Wij ontwierpen een installatie met een verwarmingsvermogen tot 400 kW, volledig aangestuurd door een PLC-systeem. De machine past zich automatisch aan aan de beschikbare zonne-energie: bij overschot wordt water opgewarmd, bij tekort schakelt het systeem over naar een energiezuinige slaapmodus, zodat er nooit stroom van het net wordt afgenomen. De regeling gebeurt via een PID-sturing, gekoppeld aan debiet- en temperatuursensoren, met visualisatie in Grafana en bediening via Ignition.

Naast het mechanisch en elektrisch ontwerp (inclusief 2D- en 3D-kastontwerp en opslagtank met dompelverwarmers) onderzochten we ook de impact op kosten, CO₂-uitstoot en netbelasting. De installatie resulteert in een geschatte jaarlijkse besparing van €14.000, een CO₂-reductie tot 55 ton per jaar en een verbeterde arbeidsfactor van de installatie.

Onze bachelorproef toont dat energieopslag in warm water een robuust, betaalbaar en schaalbaar alternatief kan zijn voor batterijsystemen in specifieke industriële toepassingen.

Met onze bachelorproef dragen wij bij aan duurzaamheid door een praktische en systeemgerichte oplossing te ontwikkelen voor een groeiend probleem in de energietransitie: de fluctuerende beschikbaarheid van hernieuwbare energie. In plaats van energieverlies of dure batterijopslag, tonen wij hoe thermische opslag een efficiënte en duurzame keuze kan zijn.

Ecologisch verlaagt onze installatie de CO₂-uitstoot aanzienlijk door fossiele brandstoffen te vervangen en lokaal opgewekte zonne-energie maximaal te benutten. Door stroompieken en netafname te vermijden, beperken we ook de impact op het elektriciteitsnet en de omliggende infrastructuur. Economisch resulteert het systeem in lagere energiekosten, een langere levensduur van componenten en minder grondstofverbruik door slijtage en vervanging te beperken. Sociaal en organisatorisch zorgt de volledig autonome werking voor een lage onderhouds- en bedieningslast, wat de werkdruk verlaagt en de betrouwbaarheid verhoogt.

Een belangrijke meerwaarde van onze bachelorproef is de repliceerbaarheid. Het principe — energieverbruik afstemmen op beschikbaarheid in plaats van omgekeerd — is toepasbaar in tal van industriële processen waar warmte nodig is. Zo sluit het project aan bij een toekomst waarin flexibiliteit, lokaal energiemanagement en eenvoud centraal staan.

Onze bachelorproef laat zien dat duurzame innovatie niet altijd complex hoeft te zijn. Door slim ontwerp, automatisering en systeemdenken te combineren, leveren wij een concrete, schaalbare en toekomstgerichte bijdrage aan een klimaatvriendelijke industrie.