15/01/2018
Door Ad Spijkers
Tegen 2050 moet in Duitsland 80% van de stroomvoorziening afkomstig zijn uit duurzame energiebronnen. Dat is tenminste het plan van de Bondsregering. Maar is het elektriciteitsnet bij onze oosterburen daar wel op berekend?
Een groot deel van de duurzame energie wordt in laagspanningsnetten gevoed om huishoudens van energie te voorzien. Maar in de toekomst kunnen deze netten overbelast worden door de toename van het aantal elektrische auto's. Samen met partners uit de industrie heeft de Technische Universität Kaiserslautern een netregelaar ontwikkeld, die de energiestroom meet en tegenstuurt wanneer de behoefte in verschillende kabels verandert. De techniek is betaalbaar en kan eenvoudigin aanwezige laagspanningsnetten worden ingebouwd.
Verbruikspieken
Wanneer in de late namiddag of 's avonds in de Duitse huishoudens de televisies aanstaan, de jeugd computerspelletjes speelt, lichten branden, de wasdroger draait of elektrisch wordt gekookt, is de energiebehoefte hoog. De stroom uit onze contactdozen komt uit laagspanningsnetten. Deze vormen zo'n 65% van het in totaal 1,8 miljoen kilometer langer stroomnet in Duitsland.
De spanning mag een bepaalde waarde niet overschrijden omdat apparaten zoals computers of koffiezetapparaten dan schade kunnen oplopen. Daar komt nog de thermische belasting bij die kan ontstaan als er te veel stroom wordt afgenomen. Hierdoor kunnen stroomkabels worden overbelast, in het ergste geval schade oplopen en de stroomvoorziening onderbreken.
Een groot deel van de stroom in laagspanningsnetten is al afkomstig van fotovoltaïsche installaties, die hun stroom echter alleen overdag in het net kunnen voeden. Door elektrische auto's kan de behoefte in de komende jaren echter aanmerkelijk toenemen, vooral in de tweede helft van de dag wanneer automobilisten hun auto thuis aan het net opladen. Voor de stroomnetten is die een extra belasting, waarvoor er tot nu toe geen scenario's of oplossingen waren.
Netwerken verknopen
Bij de oplossing uit Kaiserslautern staan verknoopte netwerken centraal waarin de stroom ringvormig verloopt. Ze voorzien onder meer woonwijken van stroom. Samen met partners uit de industrie hebben de wetenschappers een netregelaar ontwikkeld, die de stroomverdeling automatisch in de gaten houdt.
De regelaar meet op verschillende punten in de diverse kabels de stroom, Hij bepaalt hoeveel stroom door welke kabels loopt, regelt de stroomverdeling en stuurt tegen wanneer bijvoorbeeld in een bepaalde kabel meer stroom loopt dan deze mag voeren. Het bijzondere is dat daar conventionele transformatortechniek bij komt kijken, die gemakkelijk in bestaande verdeelkasten kan worden ingebouwd.
Samen met het elektrotechnisch bedrijf Walcher is een prototype gebouwd en op de campus in Kaiserslautern getest. Ook het eerste gebruik in een stroomnet in de buurt van Landau is een succes gebleken. Aan het project Flexibler Ortsnetz Spannungs- und Wirkleistungs-Regler (FLOW-R) namen behalve de TU Kaiserslautern en Walcher ook Pfalzwerke en Power Plus Communications deel.