HVDC: Heeft gelijkstroom de toekomst?

Dankzij TheOatmeal.com (blog met hilarische strips) is Nicola Tesla onlangs postuum een superheld geworden. Het was Tesla, niet Edison, die met het wisselspanning de elektrificatie van de wereld in een stroomversnelling bracht. Langzaam maar zeker echter wint toch ook de gelijkstroom van Edison terrein.

Voor- en nadelen van wisselstroom en gelijkstroom

Bij wisselspanning klapt de richting van de elektronen zeer snel om. In Europa resulteert dat in een sinusvormig signaal met een frequentie van 50hz. Zeker in de tijd van Tesla had wisselstroom grote voordelen boven gelijkstroom. Dankzij inductie bijvoorbeeld, is het met wisselstroom eenvoudig de spanning aan te passen via transformatoren. Ook was de energie in die tijd met wisselspanning veel verder te transporteren.

Inmiddels is de ontwikkeling van vermogenselektronica zo ver dat dit argument nu juist voor gelijkstroom geldt. Gelijkstroom kent alleen de Ohmse weerstand, bij wisselstroom dragen ook inductie en nog complexere fenomenen bij aan de transmissieverliezen.

Door een erg hoge spanning te kiezen (800 kiloVolt is niet ongewoon tegenwoordig) is het mogelijk veel vermogen te transporteren bij een lage stroom (I = V/R). Het vermogen dat opgenomen wordt door een kabel is uit te drukken als P = I² x R. Bij een kleine stroom zijn de verliezen dus gering.

High Voltage Direct Current (HVDC)

In een wisselspanningsnetwerk moeten alle generatoren en verbruikers verplicht in fase en op dezelfde frequentie draaien. Gelijkspanning op hoog voltage maakt het mogelijk efficiënt en frequentie-onafhankelijk vermogen te distribueren over enorme afstanden.

http://youtu.be/_DRMkN6ewVU

Met de groei van intermitterende duurzame bronnen is de stabiliteit van het net nu al sterk afhankelijk van back-up vermogen in buurlanden. Als het bij ons donker of windstil is dat bij de directe buren echter vaak ook het geval. Efficiënte verbindingen over veel langere afstanden worden hierom steeds belangrijker.

HVDC komt kortom als geroepen. In China en India liggen al enkele lijnen van 800kV, Nederland is via onderzeese verbindingen op een wat lagere spanning inmiddels verbonden met zowel Groot Brittannië als Scandinavië. DNV KEMA heeft in Arnhem de faciliteiten om componenten voor vermogenstransmissie te testen. De komende jaren breiden ze flink uit om ook voor HVDC het belangrijkste testlab te blijven.

Bron: Technisch Weekblad
ImageCredit: ilco @ sxc.hu

• Over
• Laatste berichten

Thijs ten Brinck

Veelschrijvende ingenieur met een brede interesse.
Oprichter WattisDuurzaam en duurzaamheidsadviseur bij We-Boost Transitions.

Laatste berichten van Thijs ten Brinck (alles zien)

• Wereldwijd is nu 2 terawatt (!?) aan zonnepanelen geïnstalleerd - 20 nov 2024
• RWS zoekt emissievrije asfaltproductie, Boskalis is al begonnen - 14 nov 2024
• Twintig moderne zeilen voor 5 ouderwetse olietankers - 12 nov 2024