De elektrificatie van de energievoorziening in huishoudens maakt het nodig dat er steeds slimmer wordt omgegaan met de beschikbare energie. Zonnepanelen wekken stroom op die moet worden opgeslagen, of het liefst zo snel mogelijk moet worden gebruikt, terwijl warmtepompen, laadpalen en batterijen stroom vragen. Om deze apparaten goed op elkaar af te stemmen, moeten ze goed met elkaar kunnen communiceren. Het S2-protocol maakt deze communicatie mogelijk en toegankelijk voor alle grote elektrische apparaten in huis.

Het S2-protocol is een officiële Europese communicatiestandaard voor energieflexibiliteit. Dit houdt in dat fabrikanten van omvormers, batterijen, warmtepompen en laadpalen gebruik kunnen maken van deze taal om hun apparaten te laten communiceren met een Home Energy Management System (HEMS). Hierdoor kan de vraag naar energie binnen een huishouden worden afgestemd op de beschikbaarheid van energie van bijvoorbeeld een thuisbatterij, zonnestroom en op basis van de actuele energieprijzen.

Hoe werkt het S2-protocol?
Het S2-protocol geeft slimme warmtepompen en andere elektrische apparaten de mogelijkheid om te communiceren wat voor functionaliteit ze hebben en hoe ze met energie omgaan. Elke fabrikant van elektrische apparaten kan gebruik maken van het protocol, waardoor het niet noodzakelijk is om alle producten binnen een HEMS van dezelfde fabrikant te kopen.

Wilco Wijbrandi, onderzoeker energieflexibiliteit bij TNO en medeontwikkelaar van het S2-protocol, legt uit wat het S2-protocol uniek maakt als communicatiestandaard voor slimme apparaten: “S2 zit een abstractielaag hoger dan alternatieven. S2 kijkt naar het energiegedrag van een apparaat en laat alleen weten wat het apparaat kan doen met de beschikbare energie. Het maakt dus geen beslissingen over waar de energie naartoe moet gaan, dat wordt overgelaten aan het HEMS.”

Wijbrandi: “Neem bijvoorbeeld een warmtepomp. Die heeft gewoon een taak: hij moet zorgen dat het huis lekker warm is en dat de douche warm is. Maar vaak zijn er meerdere manieren waarop hij dat doel kan bereiken. Zo kan de warmtepomp bijvoorbeeld direct na het douchen weer nieuw warm water maken, maar het kan misschien ook even wachten tot de zon schijnt of er meer ruimte is op het elektriciteitsnet. Door S2 toe te voegen aan de warmtepomp kan deze vertellen op welke manier water kan worden verwarmd of opgeslagen en hoeveel energie daarvoor nodig is.”

Flexibiliteit als functionaliteit
Door S2 te laten functioneren op apparaatniveau en alleen te laten communiceren over het energiegedrag, biedt dit veel flexibiliteit. Het apparaat hoeft namelijk niet na te denken over wanneer er energie moet worden verbruikt of geleverd. Dit kan allemaal worden overgelaten aan een HEMS of andere apparaten.

Hierdoor is de functionaliteit van S2 tweevoudig. Ten eerste zorgt het ervoor dat het slimme apparaat kan doorgeven wat de mogelijkheden zijn om de gevraagde en aangeboden energie binnenshuis te verwerken. Ten tweede kan het S2-protocol communiceren met het internet om prijspieken van bijvoorbeeld een dynamisch energiecontract of de onbalansmarkt te verwerken. Wijbrandi: “Als de prijs voor energie daalt op de markt, dan kun je bijvoorbeeld eerst de thuisbatterij vol laden, daarna misschien de warmtepomp wat extra warm water laten maken en pas daarna de zonnepanelen dimmen.”

Smart Home Energy Management
Het S2-protocol wordt nog niet grootschalig gebruikt in warmtepompen, omvormers, batterijen en laadpalen. Wel schept het enige orde in het HEMS van de toekomst. Door een gestandaardiseerd protocol te ontwikkelen voor alle grote elektrische verbruikers kunnen zowel consumenten als fabrikanten eenvoudiger het energieverbruik in een huishouden op elkaar afstemmen.

Het is aan de consument om bij de aanschaf van slimme apparaten op te letten welk protocol het apparaat gebruikt om te communiceren met het HEMS. Door hier goed op te letten, kan worden voorkomen dat verschillende ecosystemen met elkaar verbonden moeten worden om de gewenste functionaliteit te behalen.

Voor fabrikanten is het voordeel van S2 dat het toetreden op de markt van slimme apparaten vergemakkelijkt. S2 is een open protocol. Dit houdt in dat het door iedereen kan worden gebruikt om apparaten te voorzien van slimme functionaliteit.

Of en op welke manier een elektrisch apparaat binnenshuis communiceert, is momenteel vaak afhankelijk van de fabrikant. De fabrikant kan ervoor kiezen om het apparaat open te stellen voor communicatie met alle soorten HEMS en elektrische apparaten. Dit gebeurt echter niet vaak. Het merendeel van de slimme elektrische apparaten maakt gebruik van verschillende protocollen, al dan niet in een gesloten ecosysteem.

Wijbrandi licht toe hoe dit komt: “Ik heb niet gemerkt dat de meeste fabrikanten er per se op uit zijn om alle apparaten binnenshuis in een gesloten ecosysteem met elkaar te laten praten. Bij gebrek aan beter is het gewoon noodzakelijk om eigen software te schrijven en dit toe te passen op de eigen apparaten omdat dit gewoon goedkoper en makkelijker is.”

Een oplossing voor de toekomst
Wijbrandi geeft als laatste mee dat het S2-protocol gericht is op de toekomst. “Wat S2 volgens mij vooral uniek maakt is dat het in grote mate toekomstvast is. We weten nu simpelweg nog niet wat voor prikkels er in de toekomst gaan gelden voor energie flexibiliteit. Op dit moment kennen we eigenlijk alleen dynamische tarieven”, aldus Wijbrandi.

“S2 doet in het protocol geen aannames over waar je voor optimaliseert, maar legt die verantwoordelijkheid volledig in het HEMS. Op die manier hoef je bij een nieuwe prikkel alleen de HEMS te vervangen of aan te passen, wat relatief makkelijk kan omdat het vooral software is. Andere protocollen leggen vaak wel aannames over waarvoor je optimaliseert vast in de codering. Dit betekent dat je, als er in de toekomst een nieuwe prikkel komt, het HEMS, het protocol en het energie flexibele apparaat moet aanpassen. Dat duurt veel langer, en het is maar de vraag of fabrikanten voor de hele levensduur van het apparaat nog bereid zijn om die aanpassingen te doen. S2 zet op die manier geen rem op innovatie”, stelt Wijbrandi.