De kloof tussen slimme steden overbruggen: Bristol op weg naar energiebesparing
Schréder 360 is een serie waarin we van projecteigenaren en -managers, eindgebruikers en onze eigen ingenieurs horen hoe innovatieve oplossingen zijn ontstaan. In deze editie kijken we naar de complete transformatie van de straatverlichting in Bristol, Verenigd Koninkrijk, die werd bereikt door al hun assets aan te sluiten op het Schréder EXEDRA platform. De geoptimaliseerde verlichting bespaart de stad nu al energie, tijd en geld, terwijl het ook een basis vormt voor toekomstige slimme toepassingen.
Bristol, een van de grootste steden van het Verenigd Koninkrijk, heeft bijna 500.000 inwoners. Het is een technisch centrum en de thuisbasis van Brunel's Clifton Suspension Bridge, een grote Airbus-faciliteit en twee gerenommeerde universiteiten. De stad heeft ook talrijke milieuprijzen gewonnen, waaronder de titel van eerste fietsstad van het Verenigd Koninkrijk, en werkt voortdurend aan het verbeteren van de levenskwaliteit van de inwoners en het terugdringen van de CO2-uitstoot.
In 2019 publiceerde Bristol de eerste versie van zijn One City Plan. Het streeft naar een Bristol in 2050 dat een "eerlijke, gezonde en duurzame stad is. Een stad van hoop en aspiratie, waar iedereen kan delen in haar succes". Dit omvat het werken aan de Sustainable Development Goals (SDG's) van de VN en het bereiken van een CO2-uitstoot van nul in 2030.
Het vernieuwen van de verlichting in de stad heeft al een belangrijke rol gespeeld bij het bereiken van deze doelen. Toen ze bij Schréder kwamen, wilden ze dit naar een hoger niveau tillen en het potentieel van slimme, verbonden toepassingen benutten. Samen bouwden we een systeem waarmee we hen kunnen ondersteunen bij toekomstige uitbreidingen - en waarmee in het eerste jaar £1,4 miljoen aan energiekosten werd bespaard.
Bristol wilde of hoefde niet zijn hele straatverlichtingspark te vervangen of te upgraden. Met zo'n 35.000 armaturen van verschillende leveranciers omvat hun diverse verschillende assets. Van historische lantaarns op College Green tot een uitgebreide vloot van Schréder AXIA 3 lantaarns in woon- en verkeersstraten.
In de afgelopen tien jaar hebben ze ongeveer 20.000 LED lantaarns geïnstalleerd. Hun doelen waren meer energie te besparen, de straatverlichting voor bewoners te verbeteren en de basis te leggen voor toekomstige slimme technologieën. We hielpen hen al deze doelen te bereiken door Schréder EXEDRA te installeren: een open en aanpasbaar centraal beheersysteem (CMS).
Een CMS kan het energieverbruik en de CO2-uitstoot verminderen door de straatverlichting op afstand te regelen via nodes die aan het armatuur zijn bevestigd. Beheerders kunnen een portfolio van activa beheren en krijgen ongekende toegang tot operationele data. Hierdoor kunnen ze defecte apparatuur in realtime opsporen en energie besparen door de lichtniveaus te optimaliseren.
Wat Schréder onderscheidt is dat het CMS nog maar het begin is - alles, van sensoren tot het opladen van EV's, kan worden aangesloten. Bristol moest lantaarns van zowel Schréder als andere leveranciers aansluiten en was op zoek naar een langetermijnpartner die het bedrijf kon ondersteunen tijdens het traject dat is uitgestippeld in het One City Plan.
Na een uitgebreide aanbestedingsprocedure waarin alle belanghebbenden, waaronder IT-personeel, onderhoudsaannemers en milieudeskundigen, werden samengebracht en waarin eisen werden gesteld aan het genereren van inkomsten en het waarborgen van strikte cyberbeveiliging, koos Bristol voor een samenwerking met Schréder.
Er zijn veel voordelen verbonden aan deze investering, die in principe wordt terugverdiend door de energiebesparingen van het project. Dit is allemaal intern gefinancierd door BCC, niet door de Britse overheid of iets dergelijks, op basis van een "invest-to-save strategie".
Met een duidelijke business case voor een project met een totale waarde van £11,9 miljoen zou de investering "ons als stad helpen inzicht te krijgen in onze activa en er een heleboel informatie over te verzamelen, wat ons zou helpen het straatverlichtingsnetwerk ook in de toekomst te beheren," voegt Taylor toe.
Samen een team worden
De eerste stap van Bristol was een interne, waarbij Taylor Steve Thomas koos, als Wegbeheerder Elektrische Installaties, om toezicht te houden op het project.
We wilden een slimme stad ontwikkelen vanuit het CMS. We hadden specifieke eisen met betrekking tot inbedrijfstelling, het systeem eenvoudiger in bedrijf te stellen en het veel eenvoudiger te maken voor onze aannemers en medewerkers om mee te werken. Er waren veel systemen die vergelijkbare dingen deden, maar die waren onhandig in gebruik.
Bristol organiseerde een aannemersdag om het installatiegemak en het uploaden van activagegevens te beoordelen en om potentiële partnerschappen te peilen. Hoewel Schréder EXEDRA nieuw was op de markt, zag Bristol een mogelijkheid om samen te werken en het platform aan te passen aan hun eisen. Voor Schréder was het een kwestie van hun sterke punten erkennen en deze aanvullen. In de loop van het project hebben we ook nieuwe mogelijkheden van Schréder EXEDRA ontdekt.
"We begrepen wat ze wilden... ze hadden een goed team en ze zorgden voor de juiste middelen," zegt Clare Thomas, hoofd toepassingen en oplossingen bij Urbis Schréder. "In plaats van dat verlichting gewoon een technisch iets was, begrepen ze dat het een dienst is." De eerste fase was het leveren van aanzienlijke energiebesparingen, en de volgende is het ondersteunen van Bristol in welke weg ze ook kiezen. Als leverancier van echt slimme oplossingen kunnen alle bedrijfsmiddelen, sensoren of systemen die ze kiezen verbinding maken met het CMS: wij zullen hen ondersteunen op hun weg naar net zero.
Zelfs wanneer er uitdagingen waren vanwege de snelheid van de uitrol, uitdagingen rond hardware, communicatie, proces, firmware of het blootleggen van voorheen onbekende problemen met bestaande infrastructuur, was er het teamwork. "Het was een beetje een test qua tijd," herinnert Steve Thomas van Bristol zich. "Maar ik was echt blij met de samenwerking... en de eerlijkheid." Het open en duidelijk houden van de communicatie was de kern van het succes van het project. "Die eerlijke open gesprekken zijn absoluut essentieel als je aan zo'n groot project werkt dat zo snel gaat," voegt hij eraan toe.
Snelheid was van het grootste belang
Met slechts vijf weken tussen de gunning van de aanbesteding en de eerste implementatie moesten de teams het snel eens worden over het proces en de verantwoordelijkheden, evenals over hoe Bristol het succes zou meten. Op de eerste bijeenkomst was iedereen van elk niveau aanwezig - de gemeenteraad van Bristol, aannemer Centregreat, Schréder en andere belanghebbenden.
De daadwerkelijke uitrol verliep nog sneller. Met ongeveer 35.000 armaturen moesten de straatlantaarns van Bristol worden uitgerust met slimme nodes om verbinding te maken met Schréder EXEDRA. Voor 80% daarvan koos Bristol voor nieuwe armaturen van Schréder, uitgerust met zhaga nodes. De andere 20% bestond uit een mix van lantaarns van andere fabrikanten en bestaande LED lantaarns die via NEMA waren aangesloten.
"We waren in het voorjaar al bezig met het installeren van apparatuur op locatie, het was echt heel krap vanaf het moment van gunning tot inkoop, levering en installatie - het ging allemaal om die besparingen," zegt Steve Thomas van Bristol. "Veel mensen zeiden tegen ons dat het ons niet zou lukken in die tijd, maar we hebben echt de handen ineengeslagen en zijn erin geslaagd om tijdig uit te leveren en te installeren." Tegen de zomer was het klaar voor gebruik.
Een grote factor hierin was de geautomatiseerde uitrol. Het activeren van de nodes is het werk van een minuut; de installateur scant het RFID-label op de node en koppelt dit aan de relevante kolom op de kaart om Schreder EXEDRA bij te werken. Het 'slimme' element was het automatiseren van het inbedrijfstellingsproces en het in realtime updaten van het vermogensbeheersysteem van Bristol City Councils, zodat de beloofde energiebesparingen vrijwel onmiddellijk konden worden gerealiseerd. Dit automatische ingebruikname- en inventarisatieproces bespaart zowel tijd, geld en gedoe voor de aannemer en vertrouwen in de nauwkeurigheid van de gegevens voor de eindgebruiker en eigenaar.
Nadat de armaturen waren aangesloten, waren de betrouwbaarheidsstatistieken ongelooflijk. Bristol meldt dat consequent meer dan 99% van de bedrijfsmiddelen zelf rapporteert en dat de connectiviteit hoog en betrouwbaar is. Het dashboard zegt genoeg:
Besparing van tijd, energie en geld
Na een jaar heeft het project al geleid tot 58% reductie in CO2-uitstoot: een besparing van ongeveer £1,4 miljoen en 1.400 ton CO2 per jaar -het equivalent van het planten van ongeveer 44.700 bomen. De gemeente heeft opmerkingen ontvangen van mensen die zeggen dat de verlichting is verbeterd, maar ook een paar die zeggen dat het te fel is - iets dat kan worden aangepast met het CMS, in plaats van het vervangen van het LED-armatuur. Schréder EXEDRA heeft BCC ook in staat gesteld om de verlichting te regelen in gebieden die van ecologisch belang zijn, zoals vleermuisgebieden.
Eén van de belangrijkste voordelen voor mij is dat we dankzij het systeem weten wanneer er iets fout zit bij onze straatverlichting, nog voordat iemand erover klaagt. Elke ochtend draaien we een rapport dat ons vertelt waar er storingen zijn in het systeem en we kunnen onze onderhoudsaannemer vertellen dat hij die straatlantaarn moet gaan onderzoeken voordat iemand er melding van maakt.
Een ander voordeel is energie monitoring, een belangrijke vereiste voor elk CMS, maar BCC wilde meer. De stad Bristol wilde alleen betalen voor de energie die ze gebruikte, net als een opgeschaalde slimme meter voor thuis. Nu er slimme nodes zijn geïnstalleerd, geeft elke verlichtingsinstallatie elk half uur een rapport over de activiteit ervan, inclusief het energieverbruik. Bristol is de eerste gemeente in het land die niet betaalt voor energie die niet wordt gebruikt voor de verlichting.
"Nu hebben we bewijs dat aantoont dat er geen energie werd verbruikt, dus hoeven we niet te betalen", legt Shaun Thomas uit. "We zijn een van de weinige gemeenten in het land die niet betalen voor lampen die niet branden."
Simpel is vaak beter
Het oorspronkelijke plan van Bristol om hun verlichting te upgraden was gebaseerd op 70 verschillende soorten armaturen, elk met meerdere kalenders voor het inschakelen en dimmen. Na overleg besloten we te kiezen voor een vereenvoudigd palet van armaturen om de voorraad en de kans dat ze op de verkeerde plaats worden geïnstalleerd te minimaliseren.
We hebben nauw samengewerkt met Bristol om de complexiteit in de digitale kant van dit project te stoppen, in Schréder EXEDRA. We laadden de kalenders vooraf in als onderdeel van het implementatieproces: ze namen gewoon een foto van de QR-code op het knooppunt en al het andere was geautomatiseerd. De gegevens worden die dag geüpload, dus als ze hun inventaris declareren, kunnen ze mogelijk binnen 24 uur profiteren van energiebesparingen.
Door samen te werken met Bristol en onze verlichtingsexpertise te combineren, hebben we de voorgestelde verlichting van Bristol verfijnd tot slechts tien functionele types en vijf decoratieve types, met behoud van drie bestaande armatuurtypes. Er zijn ook 38 kalendervarianten, inclusief park-and-ride locaties. Dit vereiste planning vooraf en de digitale toepassing van gegevens in het CMS. Eenmaal geïmplementeerd kunnen de ontwerpen echter eindeloos worden aangepast aan de veranderende behoeften van de stad.
Open en interoperabel
Eén van de prioriteiten van Bristol was dat het systeem open en interoperabel moest zijn. Met een breed scala aan lantaarns was TALQ-conformiteit een basisvereiste. En met ambitieuze plannen voor de toekomst wilde de stad weten of we hun toekomstige slimme reis konden ondersteunen met de integratie van hardware en software van derden.
We hebben Schréder EXEDRA modulair gemaakt, wat voor ons betekent dat bestaande verlichtings- en besturingsapparatuur naadloos kan worden geïntegreerd met nieuwe assets en Schréder EXEDRA zelf. We hebben de eerste apparaten al geïmplementeerd om elektrische ladingen te beheren en te bewaken of waar een standaard node niet in een armatuur past; Bristol onderzoekt de mogelijkheid om te werken met sensoren voor verkeersbeheer, die gemakkelijk kunnen worden geïntegreerd in het systeem dat we samen hebben gebouwd.
"Je moet open zijn: zodra je iets aansluit, ben je transparant en je moet die transparantie omarmen," zegt Thomas van Urbis Schréder. "Dat is best een eng concept, maar wat het helpt aanjagen is een echt collaboratieve aanpak die je in staat stelt om collectief samen te werken met de klant als onderdeel van één team om oplossingen te vinden en te leveren die de beste waarde bieden voor iedereen in het hele project".
Verwachtingen overtreffen en de toekomst uitvinden
Na een reductie van 58% in CO2-uitstoot te hebben bereikt, denkt Bristol al aan vervolgstappen. Het team van Taylor en Thomas test momenteel AI-sensoren die verkeersstromen, weersomstandigheden en andere systemen kunnen monitoren. Een mogelijkheid zou adaptieve verlichting voor bepaalde verkeersroutes kunnen zijn.
"We hebben nu een heel netwerk door de hele stad dat data kan terugsturen naar de gemeenteraad van Bristol," zegt Steve Thomas. Met een enorm potentieel aan extra voordelen denkt het team van Bristol na over wat de toekomst zal brengen.
Welke weg ze ook kiezen, Schréder staat klaar om hun reis te ondersteunen.