In het imposante lab voor duurzame energie dat net in Delft is geopend, moet het elektriciteitsnet worden klaargestoomd voor de toekomst. En snel, want het land kan de groene stroomgolf amper aan.
Bard van de Weijer 24 september 2021, 05:00
Elektriciteitskabels van dijbeenformaat, manshoge transformatoren, impulsgeneratoren als woudreuzen: in dit nagelnieuwe laboratorium van de TU Delft wordt onderzoek gedaan naar elektriciteit in al haar verschijningsvormen, of beter: het elektriciteitsnet van de toekomst.
Het Electrical Sustainable Power Lab opent na een bouwtijd van twee jaar de poorten. Een duurzaamheidstempel van formaat, zoals TU Delft en netwerkbeheerder en medefinancier Tennet het noemen. Want dit inderdaad imposante lab moet de komende jaren de kraamkamer worden van nieuwe technologieën die het elektriciteitsnet klaarstomen voor de toekomst, waarin energie op grote schaal CO2-vrij wordt opgewekt.
Dat de toekomst haast heeft, merkt Nederland aan den lijve. Nu overal op het land en langs de kust windturbines en zonnevelden verrijzen, blijkt ons bestaande elektriciteitsnet niet opgewassen tegen de golven groene stroom die het land geregeld overspoelen. De gevolgen: het stroomnet zit potdicht, voor nieuwe duurzame energiebronnen is op veel plaatsen geen ruimte meer en op termijn dreigt zelfs de stabiliteit van de stroomvoorziening in gevaar te komen. Netbeheerders hebben de afgelopen maanden regelmatig de noodklok geluid, ze kunnen de toevloed niet meer aan. En dan is de energietransitie nog maar net begonnen.
Dus een lab als dit komt als geroepen. Niettemin oogt dit ‘elektriciteitsnet van de toekomst’ tamelijk ouderwets, met zijn immense installaties en waarschuwingsborden met bliksemschichten. We hebben deze technologieën toch allang onder de knie? Wat valt er nog te leren over elektriciteit na honderdvijftig jaar ervaring?
Hoogleraar Miro Zeman, een van de stuwende krachten achter het project: ‘De energietransitie is al zo oud als de mensheid’, zegt hij vanuit een kantoortje met uitzicht over de werkvloer van het lab. De energievoorziening verandert continu, energiebronnen komen en gaan, vraag en aanbod verandert constant. ‘Maar nu er is een groot verschil’, zegt hij: tot voor kort werd bijna alle energie opgewekt met fossiele brandstoffen in grote centrales waarvan de elektriciteit via een wijdvertakt net over het land werd verspreid. ‘Nu komt de elektriciteit overal vandaan, door hernieuwbare bronnen die afhankelijk zijn van het weer.’
Zonnevelden staan op plaatsen waar de grond goedkoop is, doorgaans op het platteland. En daar is het netwerk juist dunnetjes, omdat daar vroeger de vraag naar stroom niet zo groot was. Vandaag de dag rollen er juist tsunami’s van stroom vanaf het platteland het stroomnet op, en daar is het simpelweg niet opgebouwd. Gevolg: fabrieken, woonwijken en supermarkten die niet meer aangesloten kunnen worden op het net - Amsterdam luidde vorige week nog een eigen noodklok.
Fundamentele verandering
Het stroomnet verandert de komende jaren fundamenteel, zeggen experts. Niet alleen gaat het van centrale naar decentrale opwekking, zoals dat heet. De energievoorziening verandert ook van vraaggestuurd (zodra er meer behoefte is aan elektriciteit, worden de centrales hoger opgestookt) naar aanbodgestuurd (zodra de zon schijnt en het hard waait, is er veel energie).
En er is een derde fundamentele verandering, zegt Zeman. Duurzame stroom is van nature gelijkstroom. Uit zonnepanelen komt gelijkstroom, die omgezet moet worden naar wisselstroom om in het net opgenomen te kunnen worden. Elektrische auto’s bijvoorbeeld, hebben een accu en die is ook weer gelijkstroom. Dus moet de stroom verderop weer worden omgekat. Al die omzettingen leiden tot energieverliezen en dat is zonde van de moeizaam opgewekte duurzame elektriciteit.
Meer en meer onderdelen van de nieuwe, duurzame wereld, zullen op gelijkstroom ‘lopen’ aldus Zeman. Dus zal ook het net steeds meer een gelijkstroomnet worden. Her en der gebeurt dat al, bijvoorbeeld bij de lange onderzeese elektriciteitsverbindingen die Nederland de afgelopen jaren heeft aangelegd tussen ons land en onder meer Noorwegen en Groot-Brittannië.
Al die nieuwe technologieën moeten natuurlijk getest worden. En dan liefst op een schaal die een beetje overeenkomt met de echte wereld. Vandaar de enorme installaties.
Disciplines bij elkaar
Tot niet zo lang geleden had elke onderzoeksgroep op de campus zijn eigen lab. Zonnecelonderzoekers (wat Zeman van huis uit zelf ook is; hoogleraar Photovoltaic Materials and Devices luidt zijn officiële titel) deden hun proefjes in hun eigen labs. Softwareontwikkelaars ook. Specialisten in vermogenselektronica idem.
Zet ze bij elkaar, vond Zeman. Laat ze hun vindingen in de micropraktijk van een gezamenlijk lab uitproberen en je leert veel sneller. Dus staat in de kelder van het lab, onder de dikke betonnen vloer waarop de impulsgeneratoren rusten, bijvoorbeeld een heuse supercomputer. Die kan een exacte kopie simuleren (een zogenoemde digital twin) van het Nederlandse elektriciteitsnet.
Met dit digitale stroomnet kunnen onderzoekers eindeloos experimenteren: wat gebeurt er met het netwerk als je een windpark plotseling weghaalt, of wat is het effect van het bijplaatsen van een nieuw type omvormer? ‘Dankzij deze simulatie kunnen we veilig innovaties testen. Uniek in de wereld’, glimt de hoogleraar.
Zijn de problemen met het stroomnet snel opgelost, nu het lab zijn deuren opent? Natuurlijk niet, zegt Zeman. Maar het onderzoek dat hier gedaan wordt, zal een bijdrage leveren aan een groene toekomst - de hoogleraar kreeg eerder al een lintje voor zijn duurzame verdiensten. Al zal die nog wel even op zich laten wachten. ‘We staan voor de grootste uitdaging uit de geschiedenis.’
Waarom gebruiken we eigenlijk wisselstroom?
In het verleden bestond er voor gelijkstroom geen technologie om laagspanning naar hoogspanning te brengen. Hoogspanning is nodig voor het transport van elektriciteit over grote afstanden, om de verliezen tijdens dat transport te minimaliseren. Met wisselstroom kon de spanning wel omhoog en omlaag gebracht, dankzij het gebruik van transformatoren. Tegenwoordig kan het voltage van gelijkstroom ook opgehoogd, met dank aan vermogenselektronica.
Al in de begindagen van de elektriciteit werd gebakkeleid over de vraag of wisselstroom of gelijkstroom nu de beste vorm was. Thomas Edison zag meer in gelijkstroom, Nikola Tesla (de naamgever van de latere elektrische auto’s inderdaad, en uitvinder van de wisselstroomgenerator én een efficiënte wisselstroommotor) zette in op wisselstroom.
Lees ook
Te veel groene stroom, het netwerk zit vol. Hoe zorgen we ervoor dat de energietransitie niet stokt?
Nederland moet compleet op de schop om klimaatneutraal te worden
Een 325 kilometer lang verlengsnoer voor Deense windstroom
Hoogspanning op het net: de energietransitie gaat bovengronds
Hier zou content moeten staan van bijv. Twitter, Facebook of Instagram
Om u deze content te kunnen laten zien, hebben wij uw toestemming nodig om cookies te plaatsen. Open uw cookie-instellingen om te kiezen welke cookies u wilt accepteren. Voor een optimale gebruikservaring van onze site selecteert u "Accepteer alles". U kunt ook alleen de sociale content aanzetten: vink hiervoor "Cookies accepteren van sociale media" aan.
Loading
Meer over
economie, business en financiën
economische sector
energie en hulpbronnen
milieu
TU Delft
Nederland
Amsterdam
Delft
Bard van de Weijer
Wetenschap
COLUMN IONICA SMEETS
Het is naïef om maatregelen te willen maken op basis van cijfers die zo incompleet zijn Het is naïef om maatregelen te willen maken op basis van cijfers die zo incompleet zijn
NIEUWS
meer
1
Te Kloese opvolger Koevermans als directeur van Feyenoord
2
OMT-lid Koopmans: langere kerstvakantie niet uitgesloten
3
Rutte vreest dat strenge aanpak van ongevaccineerden ‘averechts’ werkt
4
Wereld zet zich schrap voor omicron-variant: besmettingen duiken overal op
5
Oranjevrouwen strompelen naar het WK: kopbal Van der Gragt voorkomt op het nippertje de nederlaag
6
Alarmbellen rinkelen na KLM-vluchten, vijf besmette passagiers uit Zuid-Afrika mogen thuis in quarantaine
7
Dit vreest de zorg: de gitzwarte realiteit van ‘fase 3’
8
Het kabinet vestigt alle hoop op avondsluiting: ‘Er is geen manier om dit foutloos te doen’
9
Thjum Arts (28) wint sterke en amusante finale van cabaretfestival Cameretten
10
Hoe gaat het met boosterprikken in Nederland en andere landen? De belangrijkste grafieken op een rij
hardware
Dit platform van de TU Delft moet de batterijloze toekomst mogelijk maken Dit platform van de TU Delft moet de batterijloze toekomst mogelijk maken
weten­schap­pe­lij­ke whodun­nit
In augustus spoelden 190 dode bruinvissen aan op de Nederandse kust. Wat is er aan de hand? In augustus spoelden 190 dode bruinvissen aan op de Nederandse kust. Wat is er aan de hand?
BEST GELEZEN
meer
1
Het messiascomplex van Doutzen Kroes is alarmerend
2
Reiziger uit Kaapstad: ‘Ze luisterden pas toen reizigers dreigden met een uitbraak’
3
Auto’s blussen tijdens de Rotterdamse rellen: ‘Ze stonden daar als een muur voor ons. Schietend’
Meer Wetenschap
Live
Editie
Best gelezen
Zoeken
Service
Service
Inloggen
Log in of maak een account aan
Uitloggen
Mijn account
Uw gegevens en de bezorg-, vakantie- en verhuisservice
Meldingen
Hier kunt u meldingen uitschakelen
Zoeken
Zoeken op auteur, titel of onderwerp
Puzzels
Test uw kennis met uitdagende puzzels
Wat vindt u van deze website?
We horen graag uw mening
Klantenservice
Serviceomgeving voor al uw vragen
Nieuwsbrieven
Kies en beheer uw favoriete nieuwsbrieven
Mijn nieuwsbrieven
Kies en beheer uw favoriete nieuwsbrieven
Editie
Klassieke en Digitale versie van de krant
Familieberichten
Uitleg over overlijdensberichten in de krant
Topics
Alle artikelen uit 13 kwaliteitskranten
Winkel
Zorgvuldig geselecteerde artikelen
Tip de redactie
Deel belangrijke info met de Volkskrantredactie
Gebruiksvoorwaarden
Uitleg over uw rechten en regels
Privacy
Uitleg over wat wij met uw gegevens doen
Cookiebeleid
Uitleg over de gebruikte cookies op onze site en app
Cookie instellingen
Beheer uw privacy instellingen
Wilt u belangrijke informatie delen met de Volkskrant?
Tip hier onze journalisten
Algemeen
Contact met de redactie
Contact met de klantenservice
Privacystatement
Abonnementsvoorwaarden
Gebruiksvoorwaarden
Cookiebeleid
Cookie-instellingen
Auteursrecht
Colofon
Service
Klantenservice
Mijn account
Vakantieservice
Adverteren
Losse verkoop
Meer de Volkskrant
Abonneren
Nieuwsbrieven
Digitale krant
Webwinkel
Puzzels
RSS-feeds
Facebook
Twitter
Android apps
iOS apps
Navigeer
Columnisten
Recensies
De Volkskeuken
Archief
Op alle verhalen van de Volkskrant rust uiteraard copyright.
Wil je tekst overnemen of een video(fragment), foto of illustratie gebruiken, mail dan naar copyright @volkskrant.nl.