We willen met z’n allen in Europa af van olie, kolen, gas en kernenergie. Afgesproken is dat uiterlijk in 2050 ten minste 80 procent van de elektriciteitsvoorziening en 60 procent van de totale energievoorziening afkomstig is van hernieuwbare energiebronnen. Het gaat dan voornamelijk windenergie en zonne-energie. Maar daarvoor moet wel het elektriciteitsnet worden aangepast.
De netten moeten straks in staat zijn elektriciteit in twee richtingen tegelijk te transporteren. Om ervoor te zorgen dat dit in de toekomst allemaal vlot kan verlopen, hebben Duitse wetenschappers in het zogenoemde Copernicus ENSURE-project geanalyseerd hoe de stroomnetten moeten worden opgezet om tegen 2050 aan alle eisen te voldoen. Het project heeft nu de eerste vijf technologieën gepresenteerd, die in de komende tijd getest gaan worden.
1. Adaptieve bescherming
In het huidige netwerk wordt de spanning in het netwerk continu in de gaten gehouden. Als er een storing optreedt, kan zo’n beveiligingssysteem delen van dat netwerk uitschakelen. Zo wordt schade aan het elektriciteitsnetwerk voorkomen. Dit systeem houdt echter geen rekening met fluctuaties in het netwerk door bijvoorbeeld extra stroomleveringen van kleine energieopwekkers. De ENSURE adaptieve bescherming bekijkt alle gegevens over spanning en stroom in het complete netwerk. Het systeem berekent voortdurend instellingsparameters die passen bij de actuele netwerksituatie. Op die manier leert het beveiligingssysteem voortdurend bij. Zo kan het flexibel reageren op de toevoer van stroom uit hernieuwbare energiebronnen.
2. De solid-statetransformator
De elektriciteit in ons elektriciteitsnet is wisselstroom. E-auto’s werken echter op gelijkstroom. Daarom kunnen oplaadstations voor e-auto’s alleen via verschillende conversiestappen op het elektriciteitsnet worden aangesloten. Om hier in de toekomst verandering in te brengen, is in de ENSURE solid-state transformator reeds een zogenaamde converter geïntegreerd, die wisselstroom omzet in gelijkstroom. Het resultaat is dat er veel minder energieverlies is van het net naar de auto door deze directe verbinding met het net.
3. Kortsluitingskoppelingen
In geval van storingen kunnen stroomonderbrekingen meestal vrij gemakkelijk plaatselijk worden beperkt. Het stroomnet is namelijk in zogenaamde subnetten onderverdeeld. Het nadeel van deze indeling is echter dat de netten niet flexibel zijn. Ze kunnen geen stroom met elkaar uitwisselen. Het kan dus gebeuren dat er in een subnet nog capaciteit beschikbaar is, maar dat in het naburige net windturbines moeten worden uitgeschakeld omdat dit net overbelast is. De innovatieve MVDC-kortsluitkoppelingen van ENSURE zijn bedoeld om een permanente uitwisseling van energiereserves tussen afzonderlijke subnetten mogelijk te maken.
4. Het nieuwe netwerkconcept
Het energienet in Nederland kent een aantal grote elektriciteitscentrales die energie leveren aan alle delen van het land. Het is als een zon die naar alle kanten zijn stralen uitstraalt. Maar het zou veel efficiënter zijn als die stralen onderling verbonden waren als de mazen van een net. Op die manier kan de energie haar bestemming bereiken via verschillende routes. Volgens analyses van ENSURE zouden intelligente mazen kunnen helpen om zich aan te passen aan de veranderende eisen van energieproductie en -verbruik.
5. Het digitale onderstation
In onderstations in het elektriciteitsnet komen verschillende netten met verschillende spanningen samen en wordt het vermogen zodanig geleid dat de netten stabiel functioneren. Het helpt om zoveel mogelijk informatie te hebben over de werkelijke energiestroom in een onderstation. Daartoe heeft ENSURE een digitaal onderstation ontwikkeld waarin nieuwe meetapparatuur en moderne communicatietechnologie gegevens van afzonderlijke onderstationcomponenten digitaal registreren en evalueren en deze snel en efficiënt verwerken. Op basis van deze gegevens moeten de elektriciteitsstromen beter dan voorheen en op geautomatiseerde wijze worden gecontroleerd.
Ook interessant:
Industrie kan tot 10 procent energie besparen met gelijkstroom
Energie-eilanden op de Noordzee
Als je dit artikel leuk vindt, lees dan ook:
