Student berekent beste plekken voor opslag lokale elektriciteit

Lokaal opgewekte wind- en zonne-energie moet ergens worden opgeslagen. Informaticastudent Stephan Leemhuis ontwikkelde voor zijn masterthesis een methode om te berekenen waar opslagcentrales voor deze duurzame energie het beste kunnen staan.

“Ik werk het liefst aan een probleem, waar ik direct iets aan kan doen”. Masterstudent Applied Computing Science Stephan Leemhuis (26) is meteen duidelijk over zijn ambities. “Theoretisch onderzoek is niets voor mij, laat mij maar lekker knutselen aan een praktische toepassing waar mensen iets aan hebben.”
Dat Stephan voor zijn masterthesis een realistisch probleem onder handen heeft genomen, is dus geen verrassing. Energie-adviesbedrijf Kema vroeg hem om een snelle methode te ontwikkelen voor het berekenen van geschikte locaties voor de opslag van groene energie. Omdat veel elektriciteitscentrales niet zijn berekend op deze vorm van energie, raken de bestaande systemen snel overbelast.
Het algoritme dat Stephan bedacht, wordt niet alleen in de praktijk gebruikt, het leverde hem ook de Kennispuntprijs 2012 op voor het meest maatschappelijk relevante onderzoeksproject in de bètawetenschappen. Tijdens zijn onderzoek werd hij begeleid door Marjan van den Akker van de onderzoeksgroep Algoritmische Systemen. Hij kreeg een 8,5 voor zijn thesis.
Klinkt goed allemaal! Heb je ook al een baan aangeboden gekregen?
“Niet bij Kema, maar wel bij een ander bedrijf. Voor informatici is de markt nog steeds erg goed. Als afgestudeerde kun je meestal snel aan de slag. Ik werk sinds anderhalve maand bij Ortec, een bedrijf dat logistieke kwesties voor klanten oplost met handige software, zoals de planning van de logistiek voor supermarkten, productieschema’s voor fabrieken en raffinaderijen, of personeelsplanningen voor ziekenhuizen. Ik bedenk slimme algoritmes die ingewikkelde problemen met veel informatiestromen snel doorrekenen. Ook weer heel praktisch dus.”
Welk probleem heb je bij Kema getackeld?
“Kema kampte met het probleem dat de bestaande elektriciteitscentrales niet zijn toegerust op de opslag van groene energie. Vroeger waren er alleen centrale energieproducenten die werken met gas en kolen, maar nu zijn er ook decentrale energie-opwekkende systemen, zoals zonnepanelen en windmolens. Door die groeiende vraag naar groene energie verandert ook de manier waarop het elektriciteitsnet moet functioneren. Zonnepanelen op woonwijken wekken vooral overdag stroom op die meestal niet gelijk wordt opgebruikt. De energie die overblijft, moet dus via het elektriciteitsnet getransporteerd worden. Dit kan leiden tot overbelasting van het net, tenzij de energie ergens tijdelijk wordt opgeslagen.”
Waar gaat je thesis over?
“Voor mijn masterthesis heb ik een algoritme ontwikkeld dat de meest optimale locaties voor nieuwe energieopslagplaatsen berekent. Dit is niet gemakkelijk, omdat opslagsystemen heel duur zijn, en het dus heel belangrijk is dat ze zo efficiënt mogelijk worden gebruikt. In mijn algoritme houd ik rekening met allerlei factoren, zoals de mate van bewoning op een bepaalde plek. Een wijk of stad waar iedereen zijn elektrische auto om 17 uur aan de lader hangt, vraagt om een andere energieopslag dan een gebied dat juist heel dunbevolkt is. Maar ook in deze gebieden moet bijvoorbeeld zonne-energie efficiënt worden opgeslagen, zodat het langere tijd kan worden gebruikt.”
Hoe verliep je onderzoek?
“Om alle eigenschappen van een elektriciteitsnetwerk mee te nemen, heb je een enorm ingewikkeld model nodig en kan de rekentijd onpraktisch worden. In dit onderzoek ben ik voor een zo simpel mogelijke benadering gegaan, en heb ik alleen extra variabelen proberen toe te voegen als dit een groot effect zou hebben op de oplossing. Door het model te herschrijven en te optimaliseren was het probleem uiteindelijk op te lossen op een normale computer. Daarnaast heb ik software geschreven die het model eenvoudig te gebruiken maakt en aansluiting biedt met de programma’s die al gebruikt worden bij Kema. Uiteindelijk heeft mijn onderzoek en het schrijven van mijn thesis meer dan een jaar gekost, maar de meerwaarde voor mij is dat ik iets kon neerzetten wat direct gebruikt kon worden.”
Wat heb je zelf met duurzaamheid?
“Ik ben vrij idealistisch ingesteld. Ik vind het belangrijk om werk te doen waar ik zelf achtersta. Omdat de banen als afgestudeerd informaticus vrijwel voor het oprapen liggen, vind ik het belangrijk om kritisch te zijn. Duurzaamheid is een thema dat onze leefwereld gaat veranderen. De laatste jaren wordt steeds meer de vraag gesteld hoe we spaarzamer om kunnen gaan met wat we hebben. Door efficiënter gebruik te maken van hulpbronnen en middelen besparen bedrijven geld, en worden ze tegelijkertijd groener, terwijl er soms maar weinig hoeft te veranderen aan hun werkwijze. Juist door dit dubbele effect denk ik dat dit vakgebied de komende 30 jaar een enorme impact zal hebben. Met de toename van decentrale energie opwekking is de uitkomst van mijn onderzoek er één waar de hele samenleving belang bij heeft. Die brede, en zinvolle toepassing vind ik belangrijk.”
Hoe ben je tot dit inzicht gekomen?
“Ik heb tijdens mijn studie twee keer meegedaan aan een competitie, waaronder Q-masters van Nobiles. Aan zo’n competitie doen 800 studenten mee. Ik deed mee aan IQ-testen en ik heb mezelf op allerlei manieren bij de andere studenten en een jury gepresenteerd. Ik heb het twee keer tot een tweede plek geschopt. Tijdens de competities heb ik geleerd om goed te kijken naar mijn eigen drive. Wat vind ik belangrijk? Waar zou ik graag willen werken? Door hierover na te denken en het te verwoorden voor anderen, ben ik naar de praktijkkant gebracht. Ik besloot toen om naast mijn eerste bachelor Scheikunde, ook Informatica te gaan studeren en me vooral te richten op de praktijk.”
Hoe zie je de toekomst?
“Ik heb net een jaar gereisd door Zuid-Afrika, Australië en Nieuw Zeeland, samen met mijn vriendin. Die buitenlandervaring is me erg goed bevallen. Het bedrijf waar ik nu werk is sterk groeiend, en ook internationaal georiënteerd, met nieuwe vestigingen in onder meer Houston (VS) en Brazilië. Ik zie mezelf nog wel in het buitenland werken. In elk geval blijf ik voorlopig in het bedrijfsleven, daar zijn meer dan genoeg kansen om iets bij te dragen. Misschien start ik op een goede dag mijn eigen bedrijf om nog meer de projecten te kunnen kiezen die mij aanspreken. Mijn kennis direct nuttig toepassen en aan de man brengen, dat is zoals gezegd mijn doel!”