Rick Wolbertus is Associate lector Smart Energy Systems

‘Ook huishoudens krijgen last van overvol stroomnet’, berichtte NU.nl begin dit jaar. In april kopte NOS: ‘Toezichthouder ACM wil druk op stroomnet verminderen met pakket maatregelen.’ En een week later: ‘Provincie Utrecht grijpt terug naar gas vanwege overvol stroomnet.’ Wie de media volgt, kan er niet omheen: berichten over drukte op het elektriciteitsnet volgen elkaar de laatste tijd in rap tempo op.

Nu het aantal elektrische auto’s en warmtepompen in Nederland stijgt, komt het stroomnet steeds meer onder druk te staan. Dit speelt vooral op momenten dat iedereen veel stroom gebruikt: ’s ochtends vroeg, maar ook rond etenstijd. ‘Als we allemaal op hetzelfde moment energie vragen, kan het niet meer door de kabel. Net zoals er file ontstaat als we in de spits allemaal tegelijk op de weg rijden. Dit wordt ook wel netcongestie genoemd,' legt Wolbertus uit.

Slimme energiesystemen

Als associate lector doet hij onderzoek naar slimme energiesystemen, die kunnen helpen om de druk op het stroomnet te verlagen. Dit doen ze door de stroomvraag te spreiden. Want deze slimme systemen - die bijvoorbeeld in laadpalen voor elektrische auto’s zitten - zijn zo geprogrammeerd dat ze vooral energie verbruiken op rustige momenten. Dat kan ’s nachts zijn, maar ook om twaalf uur ’s middags.

Een tweede voordeel van slimme energiesystemen is dat ze meebewegen met zonne- en windenergie. Dat betekent dat ze duurzame energie snel verbruiken nadat het is opgewekt. Zo hoeft de energie niet lang te worden opgeslagen en ontstaat er een balans tussen het aanbod van duurzame energie en de vraag ernaar. Wolbertus geeft een voorbeeld: ‘Als je auto aan de laadpaal staat terwijl de zon schijnt, zal het slimme systeem daarop inspelen door hem op dat moment op te laden. Terwijl het bij bewolkt weer wat langzamer zal gaan.’

Energiewinst

Betekent dit dat er nu een opmars aan slimme energiesystemen in Nederlandse huishoudens te verwachten valt? Volgens Wolbertus valt dat wel mee. ‘We kunnen alles slim maken, van wasmachine tot koelkast, maar er zit een maximum aan wat we ermee kunnen winnen. Voor elektrische auto’s en warmtepompen zijn slimme energiesystemen een uitkomst, omdat die veel van het stroomnet vragen. Maar voor veel andere apparaten zal dit op grote schaal niet werken.’

Dat komt deels omdat de financiële investering niet opweegt tegen de energiewinst, maar heeft ook te maken met de rol van gebruikers bij veel apparaten. Zo kan een elektrische auto die aan een laadpaal staat ’s avonds of ‘s nachts laden - dat maakt voor de bezitter weinig uit. ‘Maar’, zegt de onderzoeker, ‘een wasmachine die alleen ’s nachts aangaat omdat het tarief dan zo goedkoop is, is al een stuk onhandiger. Als een slim energiesysteem vraagt om grote gedragsaanpassing, is dat geen recept voor succes.’

Mens en technologie

Juist dat samenspel tussen mens en technologie is volgens Wolbertus ontzettend belangrijk. ‘Ik vind het fascinerend om te bekijken hoe we innovaties zo kunnen vormgeven dat ze aansluiten bij de behoefte van de gebruiker. Sommige innovaties lijken op technologisch gebied heel veelbelovend, maar je moet ook naar de sociale component kijken. Hoe gaan mensen een bepaald product gebruiken? Duurzame energie is een onderwerp waarin dat samenspel duidelijk naar voren komt. We zitten midden in de overgang naar een nieuw energiesysteem – de vraag is hoe je dat zo kunt inrichten dat het voor iedereen goed werkt.’

Als voorbeeld verwijst hij naar de stekker van elektrische auto’s: die is zo ontworpen dat hij lijkt op een tankslang. ‘Hij heeft dezelfde grip, zodat hij vertrouwd voelt voor mensen en ze de stap om elektrisch te gaan rijden makkelijker zetten.’

Onderwijs

Dat de associate lector vanuit zo’n breed perspectief naar de energietransitie kijkt, heeft hij te danken aan zijn studie Innovatiewetenschappen aan de Technische Universiteit Eindhoven. Daar leerde hij niet alleen over elektrotechniek, duurzame energiesystemen en het elektriciteitsnet, maar volgde ook vakken in economie, sociologie en psychologie. ‘Daardoor heb ik al vroeg een brede kijk op technologie ontwikkeld. Daar heb ik nog altijd veel aan.’

Zelf probeert hij deze veelomvattende blik ook mee te geven aan zijn studenten, want het opleiden van toekomstige professionals is een belangrijk onderdeel van zijn functie. Zo laat hij studenten Engineering, Wiskunde en Natuurkunde samenwerken in het Energielab van de faculteit Techniek, door met een laadpaal en zonnepanelen een slim energienet te bouwen. Daarnaast werken de studenten samen om vraagstukken van bedrijven op te lossen. ‘Een bedrijf is bijvoorbeeld bezig om een slim energienet aan te leggen. We vragen onze wiskundestudenten om uit te rekenen wat de mogelijke capaciteit is, terwijl studenten Elektrotechniek kijken naar het technisch ontwerp. Uiteindelijk moeten ze die kennis samenbrengen om het bedrijf verder te helpen.’

Op grote schaal

In zijn onderzoek richt Wolbertus zich nu vooral op slimme energiesystemen voor het opladen van elektrische auto’s. Het is een onderwerp waar hij zich al zo’n tien jaar mee bezighoudt. Eerst in het kader van zijn promotie, later als projectleider van Future Charging. Dat onderzoek richtte zich op de doorbraak van elektrisch rijden door uit te zoeken hoe steden kunnen voorzien in voldoende openbare laadpalen. Ook toen keek hij verder dan alleen technologie, onder meer door de invloed van prijsprikkels en laadpaalkleven op de beschikbaarheid van laadpalen te bestuderen.

Richtte dit eerdere onderzoek zich nog vooral op pilots, inmiddels is het tijd voor een nieuwe fase. Zo bekijkt Wolbertus met het project LIEV welke manieren van slim laden het effectiefst zijn om op grote schaal toe te passen. De focus ligt daarbij niet alleen op de techniek, maar ook op de samenwerking tussen gemeente, laadpaalbeheerders, netbeheerders, bewoners en andere partijen. ‘Vanwege het overvolle stroomnet moeten we nu gaan opschalen. Dat vind ik interessant, want dat betekent dat we keuzes moeten maken. Welk systeem gaan we gebruiken en welke variant valt af? Dat bepaalt de toekomst van het elektrisch rijden.’

Naast dit onderwerp wil hij als associate lector ook nieuwe terreinen verkennen, bijvoorbeeld met onderzoek naar warmtepompen. ‘Het is belangrijk om met een systemische blik naar het energiesysteem te kijken. Alleen zo kunnen we de energietransitie naar een hoger niveau tillen.’