De energietransitie zet ons elektriciteitsnet onder druk. Hoe zorgen we dat zonne-energie, elektrische auto’s en lokale energiecoöperaties betrouwbaar en eerlijk functioneren? Vijf promovendi van de Universiteit Twente ontwikkelden oplossingen voor slim laden, energieopslag en cybersecurity. Hun werk versterkt de toekomst van het energienet, van de laadpaal bij een kantoor tot de bescherming van complete energienetwerken. Ze promoveerden allen binnen een maand.
Alle onderzoeken spelen in op verschillende niveaus: van de individuele elektrische auto tot het complete net. De promovendi testten hun ideeën in de praktijk met bedrijven en universiteiten. “Dat maakt het direct toepasbaar,” zegt promotor Gerwin Hoogsteen. “Samen zorgen ze dat de energietransitie voor iedereen werkt.”
Slim laden van elektrische auto’s
Doordat er wereldwijd steeds meer elektrische auto’s zijn, ontstaat het risico op overbelasting. “Dat begint al op de parkeerplaats bij een groot kantoor,” vertelt Leoni Winschermann. “Als iedereen daar tegelijk wil opladen, kan dat te veel vragen van het lokale stroomnet.”
Ze ontwikkelde algoritmes die het laadproces eerlijk en efficiënt verdelen. Zo krijgt iedereen voldoende stroom om naar huis te rijden, zonder dat het netwerk overbelast raakt. “Wat ik mooi vind,” zegt Winschermann, “is dat je met wiskunde niet alleen het net stabieler maakt, maar ook gebruikers een eerlijkere ervaring geeft. En de modellen kun je ook toepassen op heel andere vraagstukken.”
Energiecoöperaties en lokale energiegemeenschappen
Ook op buurtniveau ontstaan uitdagingen. Steeds meer huishoudens gebruiken elektriciteit voor verwarming en vervoer, terwijl ze ook stroom opwekken met zonnepanelen. Dat vraagt om samenwerking.
Bahman Ahmadi onderzocht hoe bewoners samen energiecoöperaties kunnen vormen. Hij ontwikkelde systemen die lokaal opgewekte stroom eerlijk verdelen en tegelijkertijd kosten en uitstoot verlagen. “In gemeenschappen zoals de Aardehuizen in Olst zie je hoe mensen meer grip krijgen op hun energie en zich bewuster worden van hun verbruik,” legt hij uit.
Collega Edmund Schaefer keek hoe een buurt een gezamenlijke batterij kan inzetten om zonne-energie slim te gebruiken. Hij ontwierp tools om de optimale grootte en inzet van zo’n batterij te bepalen. “Energiecoöperaties moeten echt toekomstbestendig worden,” zegt hij. “Met de juiste technologie kunnen ze profiteren van de mogelijkheden die de nieuwe energiewet biedt en zich bijvoorbeeld voorbereiden op het verdwijnen van de salderingsregeling.”
Samen met Saxion en Europese partners bouwden Ahmadi en Schaefer zo aan praktische oplossingen die energiegemeenschappen sterker en eerlijker maken.
Zonnepanelen en overspanning
Niet alleen buurten, maar ook de bestaande elektriciteitsnetten zelf lopen tegen grenzen aan. Vooral het succes van zonnepanelen zorgt voor problemen. Als er meer stroom wordt opgewekt dan lokaal nodig is, kan de spanning in het net te hoog oplopen.
Aswin Vadavathi ontwikkelde manieren om die spanning beter op pijl te houden door lasten eerlijker te verdelen. “Nu worden vooral huishoudens aan het einde van de straat geraakt,” zegt hij. “Hun zonnepanelen moeten vaker terugschakelen, terwijl het probleem door de hele buurt wordt veroorzaakt.” Zijn aanpak, Proportional Voltage Fairness (PVF), verdeelt de verantwoordelijkheid eerlijk over alle gebruikers. Zo gaan er minder duurzame kilowatturen verloren. “Voor mij moest de oplossing niet alleen technisch werken, maar ook uitlegbaar en eerlijk zijn,” zegt Vadavathi.
Cybersecurity voor slimme energienetten
De energietransitie maakt ons net slimmer, maar ook kwetsbaarder. Slimme meters, lokale energiesystemen en gedigitaliseerde besturing vergroten de kans op cyberaanvallen.
Verena Menzel ontwikkelde een systeem dat aanvallen vroegtijdig kan opsporen. Zij combineerde kennis uit informatica en elektrotechniek. “Veel beveiligingssystemen kijken óf alleen naar IT, óf alleen naar het elektriciteitsnet,” vertelt ze. “Ik heb geprobeerd die werelden samen te brengen, zodat je aanvallen ziet aankomen die anders onzichtbaar blijven.”
Haar indringerdetectiesysteem testte ze in simulaties en met echte data en bleek betrouwbaar en schaalbaar. “Het voelt goed dat mijn werk kan bijdragen aan iets heel concreets: zorgen dat het licht aanblijft, ook in een wereld waarin cyberdreigingen steeds groter worden.”
Samen bouwen aan de toekomst
Wat deze vijf onderzoeken verbindt, is dat ze draaien om eerlijkheid, betrouwbaarheid en toepasbaarheid. Van de parkeerplaats bij een kantoor tot de veiligheid van een nationaal net: de oplossingen versterken elkaar.
De promovendi werkten samen met bedrijven, gemeenten en internationale universiteiten en testten hun ideeën in de praktijk. Daarmee laten ze zien dat wetenschap midden in de samenleving staat. “Het mooie is dat elk onderzoek een puzzelstukje levert,” zeggen promotoren Johann Hurink en Gerwin Hoogsteen. “Samen vormen die stukjes een beeld van hoe ons energiesysteem eruit kan zien: slim, veilig en eerlijk, en klaar voor een toekomst waarin duurzame energie de norm is.”
