Chief Technology Officer
Op naar de renaissance van de gelijkstroom?
Aan het einde van de 19de eeuw werd de ‘oorlog van de stromen’ beslecht. Tesla, verdediger van de wisselstroom (AC), haalde het van Edison, pionier van de gelijkstroom (DC). De overwinning van Tesla had grote gevolgen: wisselstroom werd wereldwijd dé standaard voor elektriciteitstransmissie en -distributie. Maar het kan verkeren. Door de komst van elektriciteitsproductie uit zonne-energie en stroomopslag in batterijen, lijkt DC steeds meer aan aandeel te winnen …
In het volgende interview vertelt Benoît Bidaine, Chief Technology Officer bij CE+T Power, over de grote heropleving van de gelijkstroom en over de voordelen en toepassingen ervan, op industrieel en huishoudelijk vlak.
Wissel- en gelijkstroom: een terugblik
Waarom viel de keuze destijds op wisselstroom (AC)?
“Simpelweg omdat wisselstroom gemakkelijker te transporteren en distribueren is zonder al te veel verliezen. Dat doen we door de spanning van wisselstroom te wijzigen met een omvormer. Dat laat toe om stroom eerst met zeer hoge spanning te transporteren, om die vervolgens terug te brengen tot een veilig niveau voor huishoudelijk gebruik.”
Welke impact had de verbetering van de vermogenselektronica?
“Deze vooruitgang zorgde ervoor dat AC-DC- en DC-AC-omzettingen vlot en kostenefficiënt kunnen verlopen, ook bij zeer hoge vermogens. Bij CE+T hebben we daar onze specialiteit van gemaakt.”
Hoewel DC niet de standaard werd, bleven mensen het toch gebruiken?
“Dat klopt, en tijdens de laatste decennia zelfs steeds vaker. DC wordt op vandaag gebruikt om elektriciteit over grote afstanden te transporteren, via hoogspanningslijnen en onderzeese kabels. Sinds kort wordt de energie van windmolenparken op zee zelfs met gelijkstroom getransporteerd. Verder vinden we DC terug in alle apparaten die werken op een batterij – zoals smartphones en laptops –, in ledverlichting en elektrische wagens. Ook zonnepanelen wekken gelijkstroomelektriciteit op. Met behulp van een omvormer kan je deze stroom omzetten in wisselstroom zodat ze in het net geïnjecteerd kan worden.”
Een stabielere en zuinigere productie
Wat zijn de voordelen van DC?
“Gelijkstroom maakt optimaal gebruik van het materiaal waardoor het getransporteerd wordt: distributie met minimale verliezen. Omdat gelijkstroom minder gevoelig is voor storingen en zelfinductie, krijgen we een betere stroomkwaliteit. Nog een voordeel: de aaneenkoppeling van elektrische apparatuur verloopt gemakkelijker bij DC omdat er geen frequentiesynchronisatie nodig is. Tot slot voorkomt gelijkstroom onnodige omzettingen naar wisselstroom en vereenvoudigt het de stabilisatie van elektriciteitsnetwerken. Dat laatste is vaak een uitdaging bij gedecentraliseerde productiemethoden en batterijopslagsystemen.”
Wordt DC al gebruikt in de industrie?
“Ja, en zelfs meer en meer, bijvoorbeeld in datacenters. Ook bij spoorwegen wordt gelijkstroom steeds vaker ingezet om verbruikspunten als wissels van stroom te voorzien. Deze punten vragen veel stroom, maar slechts op bepaalde tijdstippen. Daarom wordt de elektriciteit opgeslagen in een lokale batterij die geleidelijk herlaadt, tussen de ontladingen door. Andere toepassingen van gelijkstroom zijn o.a. controlesystemen, stroomvoorzieningen, waterzuiveringen en energieopslag.”
Hoe ver staat de uitrol van DC momenteel binnen Europa?
“In Europa hebben we al enkele hoogspanningslijnen (HVDC) aangelegd, bijvoorbeeld de IFA 2000 tussen Frankrijk en Engeland, en de ALEGrO tussen België en Duitsland. Deze lijnen vervoeren 1.000 MW, het equivalent van het vermogen van een kernreactor. Het potentieel is dus groot.”
De inzet van DC: een troef voor lokale distributie
Kan DC ook gebruikt worden voor lokale distributie?
“Jazeker, vandaar de grote belangstelling voor micronetwerken. Deze spelen in op een aantal fundamentele veranderingen zoals gedecentraliseerde energieproductie, strengere eisen omtrent duurzaamheid en toegenomen batterijgebruik.
Samen met het vennootschap Klinkenberg en spelers zoals Volta, werken wij momenteel aan de uitrol van een DC-micronetwerk in het bedrijvenpark van Hauts-Sarts (Project MIRaCCLE). Hierdoor zullen 7 bedrijven hun hernieuwbare energie kunnen delen en opslaan, en zich kunnen aansluiten op het openbare netwerk van de stad Herstal. Zo kunnen ze hun verbruik en kosten optimaliseren. Een primeur in Wallonië!”
Is er meer kennis nodig om een DC-netwerk te beheren?
“Op zich niet meer dan bij AC. De moeilijkheid ligt eerder in de harmonisatie en standaardisatie van de praktijken en apparatuur. Door de ontwikkeling van steeds gevarieerdere technologieën en de toenemende variabiliteit in productie en verbruik, vergt het netwerkbeheer vandaag meer deskundigheid dan vroeger, los van de hele AC-DC-kwestie.”
DC, ook in onze woningen?
Valt een DC-netwerk ook te overwegen voor huishoudelijk gebruik?
“Natuurlijk! In Nederland zijn er bijvoorbeeld al een aantal woonwijken die volledig voorzien worden door een DC-netwerk. Ook in België stroomt gelijkstroom al door enkele huizen. Dergelijke huisinstallaties verdelen voordelig stroom op (minstens) twee spanningen: een lage voor de verlichting en een hoge voor energie-intensieve apparatuur zoals oplaadpunten. Als we de spanningen van AC- en DC-netwerken bij de huidige installaties willen vergelijken, dan komt 230V wisselstroom overeen met 325 V gelijkstroom.”
AC of DC: welke is gevaarlijker?
“Kwantitatief gezien is AC gevaarlijker. Bij blootstelling aan een gelijkwaardige spanning loop je sneller een letsel op bij wisselstroom dan bij gelijkstroom. Vandaag lijkt DC echter de minst veilige stroomsoort, maar dat komt omdat de regelgeving en beschermingsvoorschriften rond DC nog niet zo sterk uitgewerkt zijn als bij AC. Daarom werkt INNOVADER Volta momenteel aan een aanpassing van het AREI (het Algemeen Reglement op de Elektrische Installaties) voor gelijkstroom en wordt er gepleit voor een snelle consolidatie van de verschillende DC-normen.”