We staan in Nederland aan het begin van een enorme energietransitie. Om onze CO₂-uitstoot te verminderen, de opwarming van de aarde te beperken en hiermee een leefbare planeet achter te laten voor toekomstige generaties. Dag in dag uit werken wetenschappers aan TU Delft aan projecten die dit proces versnellen. Met de campagne ‘Tech for Energy’ draagt het Universiteitsfonds Delft bij aan deze onderzoeken en aan de ambitie van de universiteit om hierin in Nederland een voortrekkersrol te nemen.
Dit onderdeel wordt voor u geblokkeerd omdat het cookies bevat. Wilt u deze content (en anderen) alsnog bekijken? Door hier op te klikken geeft u alsnog toestemming voor het plaatsen van cookies.
Control Room of the Future
Tot voor kort kende Nederland een vrij overzichtelijke ‘energiehuishouding’: stroom werd opgewekt in een beperkt aantal perfect regelbare energiecentrales en van daaruit getransporteerd naar de gebruikers. Door de energietransitie gaat die dynamiek ingrijpend veranderen. Want met CO₂-neutrale energiebronnen zoals zon en wind wisselt het aanbod veel sterker, is het minder voorspelbaar en geografisch veel meer versnipperd. Ondertussen gaat de vraag naar elektriciteit ingrijpend toenemen. Denk aan elektrisch rijden, verwarmen en industriële processen waarvoor nu nog aardgas wordt gebruikt. Die optelsom van ontwikkelingen heeft een enorme impact op het elektriciteitsnet en de netbeheerders: balanshandhaving en netstabiliteit zijn veel complexer geworden. Alleen wanneer we ons bestaande net bestand maken voor deze veranderingen is een snelle energietransitie mogelijk. De infrastructuur van ons net moet daarop worden aangepast. We hebben een slim netwerk nodig waarbij vraag en aanbod met elkaar communiceren en dat flexibel en efficiënt kan worden gebruikt. In TU Delft’s Control Room of the Future wordt daaraan gewerkt.
Wanneer we overstappen naar 100% duurzame energie, zonder stabiliserende waterkrachtcentrales, hebben we een heel goed managementsysteem nodig om de betrouwbaarheid van het netwerk en de levering te garanderen.
Prof.dr. Peter Palensky
Specialist intelligent electric power grids Faculteit Elektrotechniek, Wiskunde
Digital twin maakt innovatie mogelijk
De Delftse controlekamer is opgebouwd uit digital twins; real time, digitale kopieën van het Nederlandse energiesysteem. Deze maken het managen van complexe energiesystemen mogelijk en vormen een belangrijke versneller van hoognodige innovatie. Peter Palensky: “Het ‘echte’ netwerk wil je niet gebruiken voor ingrijpende testen, dat is gevaarlijk en kan tot storing leiden. Een digital twin is een virtueel laboratorium en leent zich hier perfect voor. Vergelijk het met een flight simulator. Daar leert een piloot vliegen, maar worden ook testen gedaan die je niet met een vliegend vliegtuig wilt doen.” Met een digital twin kun je real time testen, maar ook vooruit spoelen in de tijd en je kunt honderden verschillende testen naast elkaar doen. Daarvoor zijn simulaties en modellen nodig waarin heel veel data wordt gecombineerd.
Digitale transformatie
Voor de energietransitie is een digitale transformatie nodig van het elektriciteitsnet. Het betekent dat het hele netwerk, zowel de vraag- als aanbodkant slimmer moet worden en met elkaar moet communiceren. Maar hoe krijg je zo’n grote verandering voor elkaar? In de Control Room of the Future werkt Palensky aan de digitale transformatie van het elektriciteitsnet. “In het toekomstige net gaan elektriciteitsopwekkers en -gebruikers met elkaar communiceren. Het grid wordt zo een actieve partner in plaats van een statisch netwerk. Het grid berekent bijvoorbeeld dat het om 13:00 uur waarschijnlijk helemaal vol zit en gaat communiceren met de aangesloten elementen om te zorgen dat dat geen probleem oplevert.” De Control Room of the Future is een hulpmiddel voor systemen die zo complex zijn dat de knapste koppen niet meer met pen en papier kunnen berekenen wat er gaat gebeuren. Hoe completer en sneller de digital twin is, hoe sneller innovatie gaat.
Met een digital twin kun je real time testen, maar ook vooruit spoelen in de tijd en je kunt honderden verschillende testen naast elkaar doen. Daarvoor zijn simulaties en modellen nodig waarin heel veel data wordt gecombineerd.
Prof.dr. Peter Palensky
Specialist intelligent electric power grids Faculteit Elektrotechniek, Wiskunde
Extra reden
Nederland heeft nog een extra reden om te investeren in het elektriciteitsnet van de toekomst. “Wij hebben als een van de weinige landen geen natuurlijke, duurzame energiebronnen zoals waterkrachtcentrales. Fossiel gestookte centrales worden nu gebruikt om ons netwerk stabiel te houden. Windmolens, zonneparken en andere duurzame energieopwekkers fluctueren en zijn afhankelijk van de weersomstandigheden. Wanneer we overstappen naar 100% duurzame energie, zonder stabiliserende waterkrachtcentrales, hebben we een heel goed managementsysteem nodig om de betrouwbaarheid van het netwerk en de levering te garanderen. Het is daarom heel logisch dat we, als gedreven pioniers, hierin het voortouw nemen. De Control Room of the Future brengt Nederland aan de top van deze technologie.”
Doet u mee?
De huidige digital twin die Palensky in Delft gebruikt dekt ongeveer 20 procent van het Nederlands netwerk in een goede kwaliteit. Om tot een volledige, goedwerkende digital twin te komen moet er nog veel gebeuren. Naast hardware zijn daarvoor ook extra investeringen in wetenschappers, nieuwe algoritmes en modellen nodig. Palensky heeft enkele grote subsidieaanvragen ingediend om dit project mogelijk te maken. In de tussentijd kan met bijdragen van alumni alvast een start worden gemaakt.
We ondersteunden reeds het 24/7 Energie Lab, een fieldlab onderzoek naar een lokaal CO₂-vrij energiesysteem voor de gebouwde omgeving en het Floating Renewables Lab. Want de Europese ambitie om de duurzame energieopwekking op zee te vergroten van 12 GW nu naar 400 GW in 2050 kan alleen als we in staat zijn om op grote schaal drijvende energieopwekkende installaties produceren en installeren. Een derde lab waar we aandacht voor vragen is de Control Room of the Future.
De energietransitie in Nederland valt of staat met het aanpassen van ons elektriciteitsnet. De Control Room of the Future is opgebouwd uit digitale kopieën van het Nederlandse elektriciteitsnet en kan gebruikt worden voor realtime testen en bijvoorbeeld vooruit spoelen in de tijd. Zo kan straks het complexe energiesysteem worden gemanaged en kan met slim communiceren vraag en aanbod nauwkeurig op elkaar worden afgestemd. Om de controlekamer verder uit te breiden is dringend behoefte.
Ja, ik steun de versnelling van de energietransitie
Universiteitsfonds Delft gebruikt uw gegevens voor het uitvoeren en vastleggen van de donatie en om u te informeren over de activiteiten en het werk van het Universiteitsfonds. Uw gegevens worden vertrouwelijk behandeld volgens de Wet Registratie Persoonsgegevens en nooit aan derden verstrekt. Lees hier ons privacy statement
