We zien steeds vaker dat wisselspanning wordt omgevormd naar gelijkspanning en andersom. Die omvorming zorgt voor energieverliezen. Grote kans dat de elektriciteitsvoorziening van de toekomst zal bestaan uit een mix van gelijkspanningsnetten en wisselspanningsnetten. De Delftse startup DC Opportunities is een van de koplopers die deze verandering mogelijk maakt. Het bedrijf biedt een oplossing die helpt de drukte op onze elektrische netten te verlichten.
Wisselspanning en gelijkspanning, hoe zat dat ook alweer?
Gelijkspanning en wisselspanning zijn twee verschillende soorten elektrische spanning. Uit onze stopcontacten komt wisselspanning. Die keuze is ooit gemaakt omdat wisselspanning makkelijker te transformeren was naar hoge spanningen, wat belangrijk is voor het transporteren over lange afstanden. De energie die we maken met zonnepanelen heeft de vorm van gelijkspanning. Ook batterijen en accu’s werken met gelijkspanning.
Aan de hand van onderzoek in de gemeente Zoetermeer met straatverlichting bleek dat wanneer er gebruik wordt gemaakt van gelijkstroom, er in sommige situaties tot wel tien keer zoveel gelijkstroom door het netwerk kan stromen. Gezien lantaarnpalen niet zoveel elektriciteit behoeven blijft er netcapaciteit over die voor andere doeleinden kan worden ingezet. Denk hierbij bijvoorbeeld aan het laden van elektrische auto’s.
Het uitbreiden van het aantal laadpalen in de openbare ruimte vraagt normaliter om de aanleg van nieuwe kabels en een nieuw netwerk, maar wanneer gebruik kan worden gemaakt van de bestaande infrastructuur voor straatverlichting wordt dit proces een stuk gemakkelijker. Dit gaat echter niet zomaar. Wanneer de grenzen van de infrastructuur worden opgezocht is het belangrijk dat de energie in de kabels goed gecontroleerd kan worden. Op The Green Village wordt een ‘power flow control converter’ getest die de elektriciteit als het ware kan sturen naar de gewenste locatie binnen het netwerk. Die test maakt onderdeel uit van het project FlexDC, een samenwerking tussen TU Delft – faculteit Elektrotechniek, Wiskunde en Informatica, DC Opportunities, Citytec en Stichting Gelijkspanning Nederland. Het FlexDC project wordt uitgevoerd met Topsector Energiesubsidie van het Ministerie van Economische Zaken.
Hoe stuur je elektriciteit naar de gewenste locatie in een netwerk?
De traditionele structuur van het elektriciteitsnet kun je vergelijken met een boom met uitmondende takken. In sommige gevallen worden netwerken ‘vermaasd’ (meshed) gebouwd, waarbij de uiteinden van de kabels (de takken) in verbinding blijven met elkaar. Wanneer er ergens een kabel breekt kan elektriciteit vanuit de andere kant worden geleverd en wordt de kortsluiting sneller opgelost. Voor dit project maken de onderzoekers gebruik van dezelfde kabels die CityTec in voorgaand onderzoek heeft geplaatst.
Het Flex DC onderzoek bestaat uit drie onderdelen
- Solid State Beveiliging, zodat er in het geval van een fout in het ‘meshed’ netwerk maar een klein deel wordt platgelegd. Dit is gecompliceerd aangezien stroom vanuit verschillende richtingen kan komen en niet alleen van de dikkere naar de dunnere kabels loopt, maar ook andersom.
- De ‘power flow control converter’ die stroom via een langere route naar de gewenste locatie kan laten lopen.
- De praktische invulling van de optimale distributie van stroom. Gezien veel mensen op dezelfde tijdstippen gebruik willen maken van stroom wordt er getest met een algoritme die constant vraag en aanbod kan afwegen en zo het beste moment kan aanduiden om gebruik te maken van het netwerk. Zo kan de consument tevreden zijn zonder dat het systeem instort.
De lantaarnpalen en auto’s zijn enkel voorbeelden van hoe FlexDC kan worden toegepast. In de praktijk zijn er veel verschillende mogelijkheden die nog onderzocht kunnen worden. In de loop van dit jaar zullen er wellicht auto’s met gelijkspanning worden geladen via de openbare verlichtingskabels van The Green Village. Hierover later meer!
