We onderzochten of je netcongestie kunt simuleren in Python

Derdejaarsstudent Ivo vertelt hoe zijn studie Elektrotechniek, een praktijkgerichte minor en een project bij het lectoraat Energietransitie samenkomen in een onderzoek naar netcongestie, oftewel een vol elektriciteitsnet.

“Ik koos voor de opleiding Elektrotechniek omdat ik iets praktisch wilde doen binnen de techniek. Op de middelbare school vond ik wiskunde interessant, maar ik wilde liever iets tastbaars maken.

Je kunt binnen Elektrotechniek twee richtingen op: programmeren en de kleinere elektronica, of grotere systemen, zoals hoogspanningsmasten en energietechniek. Die laatste richting spreekt mij meer aan. Het heeft ook raakvlakken met werktuigbouwkunde, wat ik erg interessant vind. In het derde jaar koos ik daarom de verdiepende minor Energietechniek. Dit gaat over grote elektronica, zoals transformatoren en toepassingen met veel vermogens, bijvoorbeeld in de treinwereld.”

Eerst theorie, daarna de praktijk

“De eerste helft van de minor bestond vooral uit les over onderwerpen als transformatoren, kabels en vermogensberekeningen. Die kennis konden we in de tweede helft toepassen in een project voor een opdrachtgever. Via een medestudent kwamen we terecht bij het lectoraat Energietransitie. Hij had gehoord dat ze leuke projecten hadden, en zo rolden we in de opdracht over netcongestie.”

Van lampjes naar data: netcongestie écht inzichtelijk maken

"Het lectoraat wilde een bestaande fysieke tafel met ledlampjes omzetten in een digitale simulatietool. Die tafel liet met simpele kleurcodes – groen, oranje, rood – zien hoe elektriciteit door het net stroomt en waar knelpunten ontstaan. Handig voor een eerste kennismaking met netcongestie, maar ze wilden meer: een tool waarmee je ook data kon analyseren, scenario’s kon doorrekenen en inzicht kreeg in hoe het net écht reageert op piekbelasting of duurzame opwekking. Er lag geen exacte opdrachtomschrijving, maar wel een duidelijke richting. Zo konden we zelf verkennen of en hoe dit project technisch haalbaar was."

Wat doet het lectoraat eigenlijk?

“Het lectoraat is een onderzoeksorgaan dat kijkt naar technische oplossingen binnen de energietransitie. Dat kan van alles zijn: bouwkundige projecten, werktuigbouwkunde, of zoals bij ons, elektrotechniek. Ze doen ook onderzoek naar hulpmiddelen die onderzoek kunnen ondersteunen, zoals wij met onze simulatie.

Werken voor een lectoraat is anders dan voor een bedrijf. In een bedrijf werk je aan een concreet probleem met vaste eisen. Bij een lectoraat is het meer onderzoekend: je kunt meerdere kanten op, wat het soms lastiger maakt om het project goed af te bakenen.”

Simuleren en programmeren

“Onze simulatie laat zien hoe elektriciteit zich verplaatst tussen verschillende gebruikers en opwekkers, zoals woonwijken en centrales. Daarbij hielden we rekening met factoren als duurzaamheid en het weer. We bouwden netwerken in Vision en analyseerden ze met PyPSA, een Python-gebaseerde tool. We vergeleken de uitkomsten van beide systemen en keken welke functionaliteiten voldeden aan de wensen van het lectoraat. Het was niet de bedoeling dat wij een kant-en-klaar programma opleverden, maar dat we onderzochten hoe het werkte. We leverden uiteindelijk een uitgebreid verslag en onze volledige documentatie op, zodat een ICT-student het project kan voortzetten in de volgende fase.”

Begeleiding

“Onze fysieke werkplek was bij Biltin, een innovatieplek vlakbij Windesheim. Onze begeleiding kwam vanuit het lectoraat. Zij waren onze opdrachtgevers en gaven richting. Vanuit het lectoraat kregen we ook technische ondersteuning. Bijvoorbeeld van een ICT-docent die ervaring had met Python. Daarnaast konden we ook bij andere onderzoekers terecht met inhoudelijke vragen.”

Leren door te doen

“Hoewel we binnen onze studie al ervaring hadden met C++, was Python nieuw. Gelukkig is het een toegankelijke taal. We hebben veel geleerd over het koppelen van elektrotechnische modellen aan software. Daarnaast heb ik ook veel geleerd over het plannen van een opdracht, inschatten hoeveel tijd iets kost, en het belang van op tijd vragen stellen. Soms dacht ik: ‘dat stukje code doe ik wel even’, maar dan bleek het veel complexer!

Het project gaf me inzicht in hoe onderzoek werkt binnen een hogeschool. Ik wist vooraf nauwelijks wat een lectoraat precies deed. Nu weet ik dat ze technische vraagstukken onderzoeken en hulpmiddelen ontwikkelen die bijdragen aan de energietransitie.”

Leuke ervaring

“Voor studenten is het echt leerzaam om met een lectoraat samen te werken. Normaal zou je voor zo’n project bij een bedrijf terechtkomen, maar het lectoraat functioneert eigenlijk ook als een soort bedrijf. Je leert niet alleen technisch veel, maar ook hoe je samenwerkt met onderzoekers en hoe je theorie in de praktijk brengt. Ik raad het zeker aan. Voor mij was één keer genoeg, maar ik ben blij dat ik het heb meegemaakt. Door dit project heb ik nu meer interesse in energietransitie. Ik kijk nu naar een stage in de mobiliteit, zoals bij een ingenieursbureau voor ProRail of in de scheepvaart. Daar gebeurt ook veel binnen de energietransitie. Het lijkt me heel leuk om iets te ontwerpen dat daadwerkelijk in een product wordt gebruikt.”