Europese droom van een elektriciteitssupersnelweg komt dichterbij
Wanneer binnen enkele decennia een Europees supersnelwegnet voor elektriciteit een feit is, zal ingenieur Jef Beerten zonder blozen kunnen zeggen dat hij een van de eerste bouwstenen heeft geleverd. Die verdienste is nu al officieel erkend, met de internationale ABB Research Award voor zijn doctoraatsonderzoek.
Een mooie en niet te onderschatten erkenning”, zegt Jef Beerten, postdoctoraal onderzoeker bij EnergyVille. “Zeker als je weet dat de prijs komt van het bedrijf ABB, een van de pioniers in de technologie die hoogspanningsgelijkstroomnetten mogelijk maakt.” Het proefschrift van Beerten focuste op de modellering en bediening van zulke gelijkstroomnetten. Zijn onderzoek startte in 2008, toen de droom van een Europees supersnelwegnet voor elektriciteit op gelijkstroom (DC) al wel bestond, maar de haalbaarheid ervan enkel door economen tegen het licht was gehouden. Jef Beerten stelde als eerste de vraag of zo’n Europese supergrid ook technisch kans op slagen had.
Bij wisselstroom (AC – voluit alternating current) veranderen de elektronen, die de stroom vervoeren, constant van richting. Ze gaan als het ware ritmisch heen en weer. Wisselstroom is wat uit onze stopcontacten komt. Bij gelijkstroom (DC – voluit direct current) gaat de elektrische stroom steeds dezelfde kant op. Batterijen wekken dit soort stroom op en vrijwel alle elektronica maakt er gebruik van. Daarom heb je een adapter nodig als je een laptop in het stopcontact wil steken.
Toen op het einde van de 19de eeuw de elektriciteit in opgang kwam, gingen de twee technologieën met elkaar in concurrentie. Thomas Edison promootte DC, terwijl de ingenieurs George Westinghouse en Nikola Tesla ambassadeurs waren van AC. Naarmate de elektriciteitssystemen groter werden, botste DC op zijn limieten. Met gelijkstroom was het aanvankelijk moeilijk verschillende spanningsniveaus te combineren, wat nochtans nodig is in een groter netwerk: van de hoge spanning van elektriciteitsmasten moet je naar de lage spanning voor thuisgebruik kunnen gaan. In AC had men toen transformatoren voor die omschakelingen en kon men redelijk eenvoudig robuuste motoren voor de industrie bouwen. Daarom werd honderd jaar geleden resoluut voor AC gekozen bij het uitbouwen van ons elektriciteitsnet.
Dat ons huidige elektriciteitsnet gebruik maakt van wisselstroom (AC), heeft historische gronden (zie kader). Met de jaren ging men evenwel inzien dat energiesystemen in gelijkstroom perspectieven bieden. Meer bepaald voor het bulktransport van energie over lange afstanden is DC efficiënter. “Het is veel makkelijker om in gelijkstroom kabels op zeer hoge spanning onder de grond te leggen. Voor overzeese verbindingen, tussen België en Groot-Brittannië bijvoorbeeld, is DC vaak zelfs de enige optie. Ook op het vasteland kan het de voorkeur genieten, onder meer omdat ondergrondse kabels maatschappelijk acceptabeler zijn dan hoogspanningsmasten, die voor velen het landschap verstoren”, meent Jef Beerten.
De toenemende vraag naar hernieuwbare energie en de opengegooide energiemarkt spelen ook hun rol. “Hoe dieper offshore windmolenparken in zee liggen, hoe groter de energieopbrengst is. Er zullen steeds meer lange kabelverbindingen nodig zijn voor het transport van elektriciteit uit hernieuwbare bronnen. Het gevolg is dat we voor de aansluiting op het bestaande AC-net steeds meer verbindingen met DC-kabels moeten voorzien. Dat zal zodanig systematisch gebeuren dat je je kan afvragen of het niet logischer zou zijn om ineens een net in DC uit te bouwen: een ‘autosnelwegnet’ dat vlot verkeer over lange afstanden mogelijk maakt.”
Het ‘oude’ AC-elektriciteitsnet, grotendeels na de Tweede Wereldoorlog aangelegd, vertoont volgens de onderzoeker gebreken. “Omdat in het verleden elk land zijn eigen elektriciteitsnet ontwikkelde, zijn de connecties tussen landen zwak; het zijn flessenhalzen. Voor de broodnodige versterkingen van het net werd recent al naar DC gegrepen. Ik denk aan de verbinding tussen Frankrijk en Spanje, onder de Pyreneeën door. Dat soort ingrepen maakt de energievoorziening betrouwbaarder en legt de weg open naar een eengemaakte Europese energiemarkt.”
Een mooie en niet te onderschatten erkenning”, zegt Jef Beerten, postdoctoraal onderzoeker bij EnergyVille. “Zeker als je weet dat de prijs komt van het bedrijf ABB, een van de pioniers in de technologie die hoogspanningsgelijkstroomnetten mogelijk maakt.” Het proefschrift van Beerten focuste op de modellering en bediening van zulke gelijkstroomnetten. Zijn onderzoek startte in 2008, toen de droom van een Europees supersnelwegnet voor elektriciteit op gelijkstroom (DC) al wel bestond, maar de haalbaarheid ervan enkel door economen tegen het licht was gehouden. Jef Beerten stelde als eerste de vraag of zo’n Europese supergrid ook technisch kans op slagen had.
Bij wisselstroom (AC – voluit alternating current) veranderen de elektronen, die de stroom vervoeren, constant van richting. Ze gaan als het ware ritmisch heen en weer. Wisselstroom is wat uit onze stopcontacten komt. Bij gelijkstroom (DC – voluit direct current) gaat de elektrische stroom steeds dezelfde kant op. Batterijen wekken dit soort stroom op en vrijwel alle elektronica maakt er gebruik van. Daarom heb je een adapter nodig als je een laptop in het stopcontact wil steken.
Toen op het einde van de 19de eeuw de elektriciteit in opgang kwam, gingen de twee technologieën met elkaar in concurrentie. Thomas Edison promootte DC, terwijl de ingenieurs George Westinghouse en Nikola Tesla ambassadeurs waren van AC. Naarmate de elektriciteitssystemen groter werden, botste DC op zijn limieten. Met gelijkstroom was het aanvankelijk moeilijk verschillende spanningsniveaus te combineren, wat nochtans nodig is in een groter netwerk: van de hoge spanning van elektriciteitsmasten moet je naar de lage spanning voor thuisgebruik kunnen gaan. In AC had men toen transformatoren voor die omschakelingen en kon men redelijk eenvoudig robuuste motoren voor de industrie bouwen. Daarom werd honderd jaar geleden resoluut voor AC gekozen bij het uitbouwen van ons elektriciteitsnet.
Dat ons huidige elektriciteitsnet gebruik maakt van wisselstroom (AC), heeft historische gronden (zie kader). Met de jaren ging men evenwel inzien dat energiesystemen in gelijkstroom perspectieven bieden. Meer bepaald voor het bulktransport van energie over lange afstanden is DC efficiënter. “Het is veel makkelijker om in gelijkstroom kabels op zeer hoge spanning onder de grond te leggen. Voor overzeese verbindingen, tussen België en Groot-Brittannië bijvoorbeeld, is DC vaak zelfs de enige optie. Ook op het vasteland kan het de voorkeur genieten, onder meer omdat ondergrondse kabels maatschappelijk acceptabeler zijn dan hoogspanningsmasten, die voor velen het landschap verstoren”, meent Jef Beerten.
De toenemende vraag naar hernieuwbare energie en de opengegooide energiemarkt spelen ook hun rol. “Hoe dieper offshore windmolenparken in zee liggen, hoe groter de energieopbrengst is. Er zullen steeds meer lange kabelverbindingen nodig zijn voor het transport van elektriciteit uit hernieuwbare bronnen. Het gevolg is dat we voor de aansluiting op het bestaande AC-net steeds meer verbindingen met DC-kabels moeten voorzien. Dat zal zodanig systematisch gebeuren dat je je kan afvragen of het niet logischer zou zijn om ineens een net in DC uit te bouwen: een ‘autosnelwegnet’ dat vlot verkeer over lange afstanden mogelijk maakt.”
Het ‘oude’ AC-elektriciteitsnet, grotendeels na de Tweede Wereldoorlog aangelegd, vertoont volgens de onderzoeker gebreken. “Omdat in het verleden elk land zijn eigen elektriciteitsnet ontwikkelde, zijn de connecties tussen landen zwak; het zijn flessenhalzen. Voor de broodnodige versterkingen van het net werd recent al naar DC gegrepen. Ik denk aan de verbinding tussen Frankrijk en Spanje, onder de Pyreneeën door. Dat soort ingrepen maakt de energievoorziening betrouwbaarder en legt de weg open naar een eengemaakte Europese energiemarkt.”
Geen opmerkingen: