Energie: Gelijkstroom in een markt die zoekt naar eenvoud

DC

Nieuwe bronnen, lokale opwek, slimme conversie en systemen die het net ontlasten: het tempo van de energietransitie ligt hoog. In dat landschap klinkt steeds vaker de vraag of het niet tijd is om delen van onze energie-infrastructuur eenvoudiger te maken en daarbij krijgt gelijkstroom nieuwe aandacht. In deel 5 kijkt IndustrieVandaag naar een technische kant van het verhaal.

Tijdens een gesprek met Roy Boeren, Sales Engineer Control & Measuring Devices bij Elscolab, wordt duidelijk hoe de praktijk er vandaag uitziet én waar bedrijven tegenaan lopen. Voor sommige toepassingen blijkt deze oude bekende ineens verrassend toekomstbestendig en voor andere is er nog flink wat werk aan de winkel.

Heropleving van gelijkstroom

Gelijkstroom kende vroeger vooral een sterke positie in de zware industrie. Walserijen in de staalindustrie werkten met grote DC-motoren omdat deze nauwkeurig aan te sturen waren. “Dat was destijds gewoon de beste techniek”, stelt Boeren. Inmiddels is daar een omslag geweest: vrijwel alle toepassingen zijn richting wisselstroom gegaan. AC-motoren zijn tegenwoordig nauwkeurig te regelen via frequentieregelaars, die intern weer naar gelijkstroom converteren om het toerental optimaal aan te sturen.

Toch wint gelijkstroom opnieuw terrein. Vooral in de mobiliteitssector groeit de vraag merkbaar. Treinen en trams worden al decennia op DC gevoed, ook de sterke opmars van e-mobility speelt een belangrijke rol. De aandrijving van die elektrische voertuigen wordt nauwkeurig opgevolgd via stroom-en spanningsmetingen. Ook batterijen werken per definitie op DC en vragen een nauwkeurige monitoring van de aparte gelijkstroomcelspanningen, om de levensduur en de energielevering te optimaliseren. Die behoefte leidt tot meer opdrachten voor spannings- en stroombewaking binnen laad- en batterijtoepassingen. “Daar zien we echt groei”, zegt Boeren. “Zeker op het punt van bewaken, meten en regelen.”

De kloof tussen techniek en infrastructuur (vraag en aanbod)

Ondanks de technische mogelijkheden komt de vraag niet overal van de grond. De overgang van AC naar DC vraagt volgens Boeren aanzienlijke infrastructurele aanpassingen. “Je moet eerst klein starten, anders lukt het niet om het te laten groeien.” Een paar jaar geleden werd er gesproken over het introduceren van 690 VDC als standaard op bedrijfsniveau – een alternatief voor de gebruikelijke driefasenspanning.

Veel nieuwe en verdere ontwikkelingen zijn er ondertussen bij zijn weten nog niet geweest rondom de 690 VDC, wel vindt die 690 VDC zijn toepassing vandaag nog  in onder andere windturbine-energie.

Een voorbeeld van zo’n ontwikkeling is het werk aan de verticale-as windturbines, waar Elscolab momenteel bij betrokken wordt. Het gaat om kleinere systemen met specifieke generatoren waarbij het spannings- en stroomvraagstuk centraal staat. “De technologie – lees modules van Knick – biedt mogelijkheden om de energie-efficiëntie te optimaliseren. Bij deze innovatieve turbines speelt de conversie tussen AC en DC een grote rol. De kunst is om wisselspanning betrouwbaar om te zetten naar gelijkspanning, en andersom.”

Zonnepanelen wekken standaard DC-spanning op, maar worden via omvormers naar AC gebracht omdat de standaardvraag nog steeds AC is. Dat werpt een interessante vraag op: waarom niet meer toepassingen rechtstreeks op DC laten draaien? Boeren weet dat deze vraag een van de speerpunten is van de Stichting Gelijkspanning Nederland.

 De lokale voordelen van DC

Een van de praktische argumenten voor gelijkstroom is dat het vooral interessant wordt als de energie lokaal wordt benut. Voor transport over langere afstanden is AC efficiënter en vraagt DC meer koper. Maar in lokale systemen – denk aan een fabriek, datacenter, gebouw of micro-grid – zou DC juist voordelen kunnen bieden. Thuisbatterijen, omvormers, ledverlichting, elektronica en talloze besturingssystemen draaien al of kunnen gemakkelijk op gelijkspanning gevoed worden. Toch worden ze nog steeds gevoed via AC, terwijl er intern opnieuw conversies plaatsvinden.

 “Huidige televisies hebben een AC/DC adapter, ook een laptop of desktop maakt gebruik van zo’n adapter, led-verlichting werkt ook op gelijkspanning. Technisch kan het allemaal. De vraag is alleen wanneer de omslag komt.”

In de industrie speelt bovendien mee dat standaard motorvermogens ooit in AC zijn vastgelegd. Veel machines zijn volgens de 3-fase technologie opgebouwd. In theorie kan dat ook in DC-vorm, maar een dergelijke systeemwijziging vraagt een gezamenlijk besluit van fabrikanten, installateurs en eindgebruikers en energieleveranciers.

Belemmeringen en conservatisme

Naast technische en economische drempels speelt regelgeving een belangrijke rol. In Duitsland heb je het voorbeeld van Wildpoldsried, een gemeente, die zelf zijn eigen energievoorziening beheert, zonder externe toevoer. Helaas zijn dit soort initiatieven ‘nog’ niet mogelijk in België en Nederland, waar men de volledig controle van het elektriciteitsnet via registraties wil beheren.

Dat is bedoeld voor controle, maar remt experimenten met lokale DC-netten. Dit soort ‘conservatisme’ in het systeem, maakt gezamenlijke innovatie lastiger. Door bepaalde belangenverenigingen te steunen zoals Stichting Gelijkspanning Nederland, hoopt men de DC breder onder de aandacht te brengen.

De praktijk: toeleverancier van (DC)componenten in een veranderend landschap

Elscolab werkt vooral aan de meetkant van de energietransitie. Het bedrijf levert geen conversiesystemen, maar helpt bij monitoring: spanningen, stromen, temperaturen, signalen. Dat maakt hen een belangrijke schakel in de betrouwbaarheid van nieuwe toepassingen. Waar de markt heengaat, hangt volgens hen sterk af van de keuzes van leveranciers en van de snelheid waarmee bedrijven durven te experimenteren. “Wij moeten meebewegen met de tendensen. Waar de leveranciers instappen, kunnen wij oplossingen bieden.”

Toekomstbeeld: geleidelijke stappen, niet de grote sprong

Of gelijkstroom een grotere rol krijgt in de industrie, hangt af van samenwerking, standaardisatie en bereidheid om te investeren. Voor veel toepassingen kan het zinvol zijn om eerst af te bakenen: wat blijft AC, wat kan DC worden? Transport van energie zal op grote schaal AC blijven, maar lokaal liggen de kansen. Vooral e-mobility, batterijen, energieconversie en gespecialiseerde lokale energievoorzieningen lijken richting te geven aan de toekomst.

Wat vooral duidelijk wordt is dat de technologie klaar is om meer te doen dan we vandaag inzetten. De beweging is er, maar versnelt pas echt als bedrijven, leveranciers en beleidsmakers in dezelfde richting kijken. “We kunnen technisch gezien heel veel”, zegt Boeren. “Maar om de stap te maken, moeten we het samen georganiseerd doen.”

Lees hier:

Dit artikel delen op je eigen website? Geen probleem, dat mag. Meer informatie.


Janet Kooren

Janet Kooren, Hoofdredacteur IndustrieVandaag

Janet Kooren is een ervaren vakbladjournalist. Ze was jarenlang betrokken bij de organisatie van technische vakbeurzen en de laatste vijftien jaar verdiende ze haar sporen als freelance technisch schrijver van haar eigen bedrijf PuntNet bij onder andere Automatie|PMA, het tijdschrift voor industriële automatisering en processing. Ze schrijft artikelen voor en over technische bedrijven en sinds 2020 is zij Hoofdredacteur van dit platform IndustrieVandaag en van het vakblad voor voedingsmiddelentechnologie EVMI.
Lees meer van: Janet Kooren, Hoofdredacteur IndustrieVandaag

Dossier - Uitgelicht

Digitale Nieuwsbrief

SCHRIJF JE IN VOOR ONZE WEKELIJKSE NIEUWSBRIEVEN EN BLIJF OP DE HOOGTE VAN ALLE INDUSTRIËLE EN TECHNISCHE ONTWIKKELINGEN!

MAANDAG: EVENTS OVERZICHT
VRIJDAG: NIEUWS OVERZICHT

Door jouw inschrijving voor de nieuwsbrief, ga je akkoord met onze privacy voorwaarden.