Het zwaartepunt van de ingenieursopleiding is aan het verschuiven. De Utrechtse ingenieur zal zijn werk en toegevoegde waarde steeds meer vinden op het terrein van ontwerpen. Aan het ontwerpproces zelf worden steeds zwaardere eisen gesteld. Constructie en productie vinden in toenemende mate elders in de wereld plaats. Gelet op deze outsourcing zal de ontwerper ook in staat moeten zijn het maakproces op afstand te besturen, zowel wat betreft kwaliteit en geld als qua tijd. Ontwerpen kan vanuit verschillende perspectieven beschouwd worden: vanuit de conceptuele fase, de realisatiefase (verdere aanpassingen) of de gebruiksfase (upgrading, bediening et cetera). Bij onderzoeksinstellingen als TNO, maar ook bij vooraanstaande bedrijven als OCE, Philips en ASML zien we dat steeds meer sprake is van een integrale ontwerpaanpak. Het tijdperk van massaproductie evolueert naar een tijdperk van maatwerk, waarin de behoeften van de gebruiker centraal staan. De interactie tussen de technologie en de gebruiker zal een steeds belangrijker plaats in gaan nemen, en juist op dit vlak zal de Utrechtse ingenieur zich onderscheiden.
Ongeveer een derde van onze nationale energieconsumptie wordt gebruikt in gebouwen voor verwarming, koeling, verlichting en elektrische apparatuur. Milieuoverwegingen, voorzieningszekerheid en kosten maken dat wij slim met de energievoorziening in de gebouwde omgeving om moeten gaan. Maar alle slimheid, innovatie en creativiteit ten spijt is het gasverbruik van woningen gebouwd in 2010 niet lager dan van woningen gebouwd in 1995, zijn de woningen niet gezonder geworden, gebruikt de gebouwde omgeving ook nog ieder jaar meer elektriciteit en zijn er nauwelijks duurzame installaties die naar behoren werken. Wat leren wij daarvan? Hoe zorgen wij ervoor dat duurzaamheid meer dan een losse kreet wordt en onze hele energieketen echt duurzaam wordt? Naast innovatie en creativiteit zijn kennis en vakmanschap belangrijk. Systemen modelleren en simuleren, en het gebruiken van virtual environments om grip te krijgen op het ontwerp, regeling en onderhoud van complexe binnenklimaatinstallaties en energie-installaties zullen hierbij in de toekomst een steeds belangrijkere rol gaan spelen.
AANLEIDING In het RAAK-MKB project ‘Gelijkspanning breng(t) je verder’ heeft De Haagse Hogeschool, specifiek de opleiding Elektrotechniek, ervaren dat de opkomst van het onderwerp ‘Gelijkspanning’ (ook wel DC) in het beroepenveld sterk samenhangt met ontwikkelingen in het vakgebied van ‘Vermogenselektronica’ of ‘Power Eletronics’. Het beroepenveld vraagt steeds vaker om steeds meer kennis op dit vakgebied, in het kader van bijvoorbeeld de energietransitie, Smart Grids, Internet-of-Things etc. Om deze kennis op een goed gestructureerde wijze over te dragen aan studenten, moeten er een aantal belemmeringen worden weggewerkt. Een van deze belemmeringen is de beperkte beschikbaarheid van kennis; het vakgebied is relatief nieuw en nog sterk in ontwikkeling. Binnen De Haagse Hogeschool is door de opleiding Elektrotechniek (met kennis van de nog weg te werken belemmeringen) de bewuste keuze gemaakt om zich binnen Nederland te willen profileren met het onderwerp ‘Gelijkspanning’. Vanuit het eerdere RAAK-MKB project ‘Gelijkspanning breng(t) je verder’ werden hiertoe een eerste vak en practicum ontwikkeld: Vermogenselektronica 1. Hierin worden beginselen van DC-DC omvormers behandeld. DC-DC omvormers zorgen voor het transformeren van DC-spanningen, om energie bij hoge spanningen en dus lage verliezen te kunnen transporteren. Vanaf het huidige collegejaar (2015-2016) is ook een tweede vak op dit gebied toegevoegd aan het curriculum: Vermogenselektronica 2: hierin worden DC-AC omvormers op hoofdlijnen behandeld. Deze omvormers zorgen ervoor dat veel gebruikte types motoren aangedreven kunnen worden met gelijkspanning. Deze hoofdlijnen staan in de ogen van het beroepenveld nog (te) ver af van toepassingen waarmee zij werken. Daarbij moet gedacht worden aan bijvoorbeeld elektrische mobiliteit (specifieke types motoren), verlichting (DC-DC), distributietechnieken (DC-DC op hogere vermogens) of slimme netten (integratie van energietechniek, communicatietechnologie en regeltechniek / embedded systems). DOELSTELLING Het doel van het project is het opstellen van een implementatiewijze ter verdere invulling van de onderwerpen ‘Gelijkspanning’ en ‘Vermogenselektronica’ in het curriculum van de opleiding Elektrotechniek voor de teamleider van Elektrotechniek van De Haagse Hogeschool om de gewenste profilering te kunnen realiseren. ACTIVITEITEN Vanuit de curriculum commissie van de opleiding Elektrotechniek wordt opdracht gegeven aan een apart team om het implementatievoorstel voor te bereiden. Hierin werken twee docent/onderzoekers samen met de teamleider en enkele extern specialisten. In vijf opeenvolgende stappen wordt op een top-down manier gewerkt aan 1. Formuleren competenties voor DC 2. Hoofdstromen curriculum inrichten 3. Uitwerken vakinhoudelijke gebieden Elektrotechniek (‘leeg vel papier’) 4. Koppelen opzet aan bezetting en kennis in het team en bij partners 5. Voorbereiden besluitvorming RESULTAAT Op deze wijze wordt een heldere visie ontwikkeld op het benodigde onderwijs om het onderwerp gelijkspanning gestructureerd aan te kunnen bieden. Daarbij gaat het om vakinhoudelijke kennis in vakken, met bijbehorende practica en projecten. Om deze kennis goed aan te bieden wordt nadrukkelijk ook de samenwerking met andere kennisinstellingen (zoals Zuyd Hogeschool en de TU-Delft) gezocht.
Na een grondige analyse van de behoefte in de markt door middel van bilaterale gesprekken en een workshop, komt HAN Automotive Research (HAN AR) tot de conclusie dat het werkveld behoefte heeft aan ondersteuning bij het optimaliseren van ontwerp en aansturing van de elektrische en hybride aandrijvingen voor hun (proto-)voertuigen en -machines. De complexiteit van eisen, randvoorwaarden en technische mogelijkheden is moeilijk te overzien en te vertalen naar een succesvol product, dat aan de wensen van de klant voldoet. Het Intemas project beoogt genoemde bedrijven te ondersteunen bij dit belangrijke werk, door een voldoende gedetailleerde analyse van het lastproces (bijvoorbeeld: snelheid tegen de tijd), een wetenschappelijk gefundeerd ontwerp van het energiemanagement systeem (EMS) en een voorstel voor de dimensionering van de deelsystemen (batterij, verbrandingsmotor, e.d.). Het EMS is een systeem dat voortdurend het meest optimale werkpunt kiest voor de diverse energiesystemen aan boord van het voertuig. Deze keuze wordt bepaald op basis van eisen en wensen in termen van o.a. emissies, energieverbruik, prestaties en/of kosten. De HAN wil eigen kennis en ervaring combineren met die van diverse bedrijven en de groep regeltechniek van de Hochschule Rhein Waal om tot nieuwe inzichten en oplossingen te komen en deze te implementeren in het MKB. Veel bij HAN AR bestaande kennis en ervaring (besturingstechniek, modelontwikkeling, veiligheidsconcepten, testtechnieken) is opgedaan met de auto-industrie. Met Intemas willen we ons werkterrein uitbreiden richting de Agro-industrie, een bedrijfstak met veel potentie vanwege haar omvang en stand van techniek. Een kruisbestuiving tussen beide domeinen kan met relatief weinig inspanning tot grote voordelen leiden. Belangrijke deliverables van Intemas project zijn: TCO analyse van diverse producten, een softwaretool voor dimensionering van deelsystemen, Rapport EMS in praktische toepassingen en minimaal 2 demonstrators (elektrische fiets en een hybride trekker). Het bouwen van de demonstrators behoort niet tot het Intemas project; dit zal door de partner-bedrijven worden gedaan. Door de lange ervaring opgedaan in meerdere aanverwante (Raak) projecten, een promotieonderzoek op dit gebied en veel hands-on ervaring kan HAN AR van grote meerwaarde zijn voor de MKB?s en ook belangrijk bijdragen aan een nieuwe kennisbasis voor onderwijs op bachelor en master niveau, gericht op een meer systeem georiënteerde probleemaanpak.
Dit lectoren platform heeft zich in de afgelopen 2 jaren succesvol ontwikkeld. Dit is een netwerk van de lectoraten Duurzame Energievoorziening (Saxion, Richard van Leeuwen), Delta Power (Hogeschool Zeeland, Jacob van Berkel), Duurzaam Bouwproces met BIM (Hogeschool Rotterdam, Christoph Maria Ravesloot), Energietransitie (Hanzehogeschool, Jan-jaap Aué), Smart Energy (Avans Hogeschool, Jack Doomernik), Meet- en Regeltechniek (Hogeschool van Arnhem en Nijmegen, Aart-Jan de Graaf), Energietransitie (Hogeschool Windesheim, Jeike Wallinga) en Sustainable Electrical Energy Centre of Expertise (SEECE, Tinus Hammink). Het platform is 2 jaar actief. In de vorige periode is een onderzoeksagenda opgesteld met de volgende 5 programmalijnen: 1. 1. Kwantificeren: het effect op vraag en aanbod van technische oplossingen 2. 2. Systeembenadering in de praktijk: lokaal doen wat lokaal kan 3. 3. Systeembenadering in de praktijk: integraliteit bij grote spelers 4. 4. Integraliteit met andere disciplines: organisatorische en ICT-kant van de energietransitie samenbrengen met het technisch inzicht 5. 5. Systeembenadering in de aanpak: LEVE-visie uitdragen Zie tevens: https://specials.han.nl/sites/seece/actueel/documenten/LEVE-Onderzoeksagenda-2019.pdf Doel in het vervolg van het platform LEVE, LEVE II is: 1. 1. Agenda en visie uitvoeren met de nu deelnemende partijen; 2. 2. Verdiepen en verbreden van het lectoren netwerk (Windesheim is inmiddels aangesloten); 3. 3. Inrichten van een informatieplatform voor inzicht in kennisactiviteiten, resultaten en onderwijsmateriaal; 4. 4. Organiseren en uitdragen van de wervende doelstelling voor meerjarige programma’s (zoals nu de MMIP’s). In onze werkwijze stemmen we onze agenda en projecten af met een stakeholdergroep waarvoor elke hogeschool een “relatie” uitnodigt. Via de universiteiten en de TKI’s Nieuw Gas en Systeemintegratie toetsen we de relevantie van de vraagstukken die we oppakken. Dit plan is tevens verbonden en afgestemd met het lectorenplatform Urban Energy. Dit platform sluit aan op het thema Energie en Energievoorziening uit de strategische onderzoeksagenda van het hbo 2016-2020.
