TU/e bouwt mee aan krachtigste digitale tweeling voor energiesystemen

De Technische Universiteit Eindhoven (TU/e) speelt een belangrijke rol in een ambitieus project dat de toekomst van energiesystemen gaat vormgeven. Samen met een consortium van acht Nederlandse kennisinstellingen en SURF ontvangt de universiteit 16 miljoen euro van NWO voor het project UTOPYS. Dit initiatief, onder leiding van TU Delft, richt zich op het ontwikkelen van de grootste academische simulator ter wereld voor complexe elektriciteitssystemen. Hiermee kunnen wetenschappers nieuwe methoden en theorieën testen om de energie-infrastructuur van de komende eeuw te modelleren en te beheren.

Een unieke simulator voor UTOPYS

Het project UTOPYS brengt een ongekende innovatie in de wereld van energieonderzoek. De nieuwe onderzoeksfaciliteit wordt de eerste wereldwijd die complexe energiesystemen dynamisch kan weergeven. Onderzoekers krijgen zo de kans om toekomstige systemen te simuleren en te analyseren nog voordat deze gebouwd zijn. Dit biedt mogelijkheden om uitdagingen zoals netcongestie en stabiliteitsproblemen aan te pakken, die ontstaan door de groei van duurzame energiebronnen en de elektrificatie van transport en industrie.

De elektriciteitsnetten staan onder druk door toenemende digitalisering en decentrale energieopwekking, zoals zonnepanelen. Deze ontwikkelingen maken het systeem complexer en kwetsbaarder. Met de simulator van UTOPYS kunnen wetenschappers oplossingen zoeken voor deze vraagstukken en de interactie tussen technologie en samenleving beter begrijpen.

Uitdagingen van toekomstige energiesystemen

De energiewereld verandert snel en dat vraagt om een andere manier van denken over netwerken. Volgens hoogleraar Koen Kok van TU/e zal het elektriciteitssysteem in de toekomst fundamenteel anders werken. Er is nu nog te weinig kennis over hoe zo’n grootschalig en ingewikkeld systeem bestuurd moet worden. Dankzij UTOPYS kunnen doorbraken worden gerealiseerd voor een stabiel en efficiënt netwerk.

Daarnaast spelen veiligheidsrisico’s een grote rol. Denk hierbij aan digitale bedreigingen, sabotage of fysieke aanvallen op het net. Een robuust systeem dat voorbereid is op onzekerheden, zoals extreme weersomstandigheden of onverwachte storingen, is hard nodig. De digitale tweeling die binnen dit project wordt ontwikkeld, helpt om alternatieve structuren en regels te testen.

De rol van wiskunde in UTOPYS

Verschillende onderzoeksgroepen van TU/e dragen bij aan dit omvangrijke project. Naast de Electrical Energy Systems groep zijn ook de Control Systems groep en de Electromechanics and Power Electronics groep betrokken. Hoogleraar Bert Zwart, verbonden aan TU/e en het Centrum Wiskunde & Informatica, richt zich op wiskundige vraagstukken binnen UTOPYS.

Zwart wil een theorie ontwikkelen die omgaat met onzekerheden in vraag en aanbod van energie. Hij vergelijkt de uitdagingen met historische vraagstukken, zoals de bescherming tegen overstromingen in Nederland. In plaats van het risico op overstromingen wil hij de kans op een stroomuitval verkleinen. Met digitale simulaties kan dit worden onderzocht zonder echte storingen te veroorzaken.

Simulaties op ongekende schaal

Het consortium achter UTOPYS heeft al ervaring met kleinere digitale tweelingen van energiesystemen. De nieuwe infrastructuur tilt dit naar een hoger niveau. Men kan daarmee complete landen nabootsen, inclusief technologieën die nog niet bestaan. Dit opent deuren voor experimenten die anders onmogelijk zouden zijn. Onderzoekers uit verschillende vakgebieden, zoals energie, informatica, wiskunde en recht, werken samen in dit project.

Alle resultaten worden gedeeld via open-source modellen en data. Dit betekent dat zowel specialisten als geïnteresseerden toegang krijgen tot de bevindingen. Zo kan iedereen meedenken over innovaties voor de toekomst van energievoorziening. De samenwerking tussen disciplines maakt het project uniek en veelbelovend.

Toekomstbestendigheid dankzij UTOPYS

De financiering van 16,5 miljoen euro komt uit het programma voor grootschalige onderzoeksfaciliteiten van NWO. Hiermee investeert NWO in moderne faciliteiten die wetenschappelijke vooruitgang mogelijk maken. TU/e zelf draagt nog eens 1,2 miljoen euro bij aan de realisatie van deze simulator. Dit onderstreept de betrokkenheid van de universiteit bij het aanpakken van grote maatschappelijke vraagstukken rondom energie.

Met deze infrastructuur blijft Nederland vooroplopen in energieonderzoek. Het project biedt niet alleen kansen voor wetenschappers, maar ook voor beleidsmakers en bedrijven die werken aan een duurzame toekomst. De impact van UTOPYS kan op lange termijn aanzienlijk zijn voor de manier waarop we energie opwekken en distribueren.