De energietransitie. Huizen gaan van het gas af, we gaan over op elektrisch rijden. Een duurzame route, tegelijkertijd is de vraag naar elektriciteit vijf keer hoger dan vroeger.

Daarnaast gebruikt 95% van de apparaten zoals laptops en LED-verlichting gelijkstroom (DC), terwijl het hoofdvoedingsnetwerk wisselstroom (AC) levert. Via een adapter wordt de wisselstroom omgezet naar gelijkstroom, maar dat gaat gepaard met energieverlies en capaciteit. De grote vraag is hoe we kunnen voorkomen dat het elektriciteitsnetwerk zo zwaar wordt belast, dat het niet meer aan de vraag kan voldoen. Wilfred Akerboom van CityTec, een system integrator van o.a. openbare verlichting, vertelt over de combikabel als mogelijke oplossing voor dit vraagstuk en de uitdagingen die het met zich meebrengt.

De meest gebruikte distributiekabel voor elektriciteit in Nederland is de combikabel: een bundel van verschillende draden die allemaal wisselstroom transporteren. Deze kabel levert elektriciteit aan gebouwen, woningen en lichtmasten. In theorie zouden een aantal van deze draden kunnen worden gebruikt om gelijkstroom te transporteren, zodat er zowel gelijkstroom als wisselstroom door de combikabel loopt. Op deze manier zijn er minder conversies van wisselstroom naar gelijkstroom nodig, wat de capaciteit en betrouwbaarheid van het net verhoogt én tegelijkertijd ervoor zorgt dat er veel minder materialen nodig zijn.

Project Combikabel
“Maar aan slechts theorie heb je niets. Zien is immers geloven,” vertelt Wilfred Akerboom. Daarom zocht hij in 2018 een plek waar hij een stuk combikabel in de praktijk kon testen. Het werd The Green Village, de proeftuin voor duurzame innovaties in de stedelijke omgeving, een regelluw terrein op TU Delft Campus. Samen met studenten van de Haagse Hogeschool werkte hij ondersteund door Stedin, de gemeente Albrandswaard en de gemeente Rotterdam aan het project Combikabel. Hier werd aangetoond dat er op een veilige manier zowel wisselstroom (AC) als gelijkstroom (DC) door een combikabel kan gaan.

“In de huidige situatie wordt het net vaak maar voor 20% belast, zodat de netbeheerders kunnen garanderen dat het net goed blijft functioneren.” Tijdens de testen op The Green Village deed Wilfred met zijn team een belangrijke ontdekking. Naast dat er is aangetoond dat er veilig zowel wisselstroom als gelijkstroom door de combikabel kan lopen, is het mogelijk om het AC-net voor de volledige 100% te belasten, zonder dat er bij de DC verlichting een black-out optreedt. Maar met deze doorbraak is hij er nog niet, omdat in de praktijk de uitdaging zich niet alleen op technisch vlak bevindt.

“Zien is geloven, daarom is een proeftuin als The Green Village zo belangrijk,” – Wilfred Akerboom

Zekerheid boven vernieuwing
Er zijn verschillende knelpunten die eerst opgelost moeten worden. Een van die knelpunten heeft te maken met wet- en regelgeving. Volgens de huidige NEN-1010 norm mag er niet gelijktijdig zowel wisselstroom als gelijkstroom door een kabel lopen.

“Met dit project willen wij aantonen, met de speciaal hiervoor ontwikkelde testkoffer, dat het veilig kan ook bij kabelfout situaties en dat deze norm een aanpassing nodig heeft.”

“Een tweede knelpunt is dat netbeheerders voor zekerheid gaan en dat is begrijpelijk. Ze kunnen het zich niet veroorloven dat ze iets nieuws gaan uitproberen en dat een hele wijk vervolgens zonder elektriciteit zit,” legt Wilfred uit.

“Door de toenemende vraag naar elektriciteit zullen de netbeheerders aanpassingen aan het elektriciteitsnet moeten doen, om aan de vraag te kunnen voldoen. Verleidelijk is om meer kabels in de grond te stoppen, want dat heeft in het verleden al gewerkt.  Het werken met zowel wissel- als gelijkstroom op de combikabel vraagt van de monteurs dat ze op een andere manier moeten gaan werken, dan ze gewend zijn.”

Tegelijkertijd zijn er gemeentes met eigen netten. Dat houdt in dat die gemeentes verantwoordelijk zijn voor die eigen elektriciteitsnetwerken en met de verduurzamingsslag die zij moeten maken, staan zij voor eenzelfde uitdaging. Bij deze gemeenten is gebleken dat gelijkspanning en openbare verlichting goed samengaat. Daarmee zijn ruim 50% minder kabelverliezen (5% energiebesparing) , staan er tot wel minimaal 50% minder straatkasten op straat en zijn er  koperbesparingen tot 75% , gerealiseerd.

Wat de situatie nog complexer maakt is dat er in het geval van de combikabel, de netbeheerder verantwoordelijk is voor wat er onder de grond afspeelt en de gemeente verantwoordelijk voor alles boven de grond, zoals de straatverlichting. Om deze slag te maken, zullen de twee partijen moeten samenwerken.

Toch hoeft dit laatste niet zo ingewikkeld te zijn. “Stel dat een gemeente wat laat doen aan de riolering, dan is dat het moment om gelijk naar de combikabels te kijken of ze geschikt zijn voor gelijkstroom. Deze kabels zitten vaak zo’n 40 á 50 jaar in de grond maar zijn technisch vaak nog prima.  Als de kabels nog goed zijn, dan hoeven ze niet te worden vervangen dit scheelt nieuw materiaal. Als de kabels van mindere kwaliteit zijn kunnen ze meestal worden gerepareerd of anders gedeeltelijk worden vervangen. Ook dat scheelt in kosten en het materiaal.”

Flex DC voor snelwegen
Wilfred is met DC team bij CityTec druk bezig met de voorbereidingen voor het volgende samenwerkingsproject op The Green Village met DC opportunities, TU Delft en Stichting Gelijkspanning genaamd: Flex DC bij dit DC project op de combikabel gaan we van twee kanten stroom voeden, waardoor men zelfs tot tien keer zoveel stroom kan transporteren! Een eerste stap voor dit project zijn snelweg lichtmasten met ledverlichting die zowel op gelijkstroom als op wisselstroom kunnen werken. Deze lampen worden op het Co-Creation Centre geplaatst.

Voor Wilfred is het logisch om het nieuwe project weer op The Green Village uit te voeren. Naast een regelluw terrein en de hulp van René Tamboer (The Green Village) bij de subsidie aanvraag, zijn er andere redenen om het project daar uit te voeren.

“The Green Village beschikt over een groot netwerk van wetenschappers, kleine en grote bedrijven en overheden, waardoor er relevante bezoekers bij ons project langskomen. Kom, kijken, wil ik zeggen. Niet alleen tegen de netbeheerders, maar ook tegen NEN, Vereniging van Nederlandse Gemeenten, Rijkswaterstaat, Gemeentes, subsidie partijen, private bedrijventerreinen en anderen die met dit vraagstuk te maken hebben.”

Door Jehan Daal

Voor meer informatie
Over de projecten en mogelijkheden op The Green Village: Lidewij van Trigt, Project Manager Energietransitie Lidewij.vanTrigt@thegreenvillage.org

Project inhoudelijk: Wilfred Akerboom, CityTec wilfred.akerboom@citytec.nl of via +31 (0)6 53 76 46 60