Elektriciteit omvormen

De thema’s elektriciteit en ook gelijkstroom winnen aan belang in onze woon- en werkomgeving. Binnen dat vakgebied spelen omvormers en vermogenselektronica een belangrijke en vaak cruciale rol. “Onderwijs jezelf op dat gebied”, adviseert Henry Lootens, kennisontwikkelaar bij ISSO en gelijkstroomexpert.

De elektriciteitsvoorziening is een steeds belangrijker thema in onze woningen en werkomgeving. We wekken zelf elektriciteit op, we verwarmen met warmtepompen en we raken hoe langer hoe meer gewend aan regelbare elektrische apparaten. Steeds meer van onze elektrische apparaten werken op gelijkstroom. Ledlampen, smartphones, de accu’s van elektrische auto’s, maar ook technieken als de pompen in onze cv-ketels en ventilatiemotoren in wtw-systemen. Daarbij komt dat zonnepanelen zelf gelijkstroom (DC = direct current) opwekken.

Voordelen DC
Aan gelijkstroom zitten dan ook behoorlijk veel voordelen. “Er is veel te doen rondom netcongestie. Het net zit vol, voor zowel opwekkers als steeds vaker ook voor afnemers. Een mooi moment om meer met DC te gaan doen”, zegt Henry Lootens, specialist Elektrotechniek bij ISSO en gelijkstroomexpert. “Als je bestaande kabels gebruikt, kun je met DC meer elektriciteit transporteren dan met AC (alternating current, red.). In sommige gevallen wel 5 keer zoveel. Verder hebben apparaten en installaties op gelijkstroom een langere levensduur, omdat installaties op wisselstroom meer kwetsbare componenten bevatten.”

Vermogenselektronica
Wie het heeft over all electric en gelijkstroom komt automatisch uit bij vermogenselektronica. “Dat is de grootste trend binnen deze beweging naar all electric”, vindt Henry Lootens. “Vermogenselektronica zijn de componenten in apparatuur en installaties die grote elektrische vermogens kunnen omvormen naar een type stroom dat je kunt gebruiken. Dus van AC naar DC, of andersom. DC-netten zijn alleen met vermogenselektronica te beveiligen. Met vermogenselektronica maakt het niet eens zo gek veel uit of een apparaat op gelijk- of wisselstroom werkt. Het wordt toch omgevormd naar iets bruikbaars.” Een noodzakelijk stukje elektronica dus. Maar honderd procent veilig? Nee, dat nog niet. “Daarbij komt dat vermogenselektronica toegepast in een AC net nu ook geregeld nog voor problemen met de Power Quality zorgen. Een extra reden om meer naar DC netten te kijken”, zegt Lootens. “De veiligheid en stabiliteit van vermogenselektronica is absoluut een onderwerp waarin we nog enorme stappen moeten zetten.”

140 jaar
Dat de wereld van DC nog flink moet innoveren, is volgens Henry Lootens ook wel logisch. “Voor AC hebben we als mensheid 140 jaar werk, innovatie en normalisering achter de rug. Daarom zijn ons elektriciteitsnet en onze meterkasten zo veilig als ze nu zijn. Gelijkstroom, en ook vermogenselektronica, is absoluut óók veilig te gebruiken. Maar die hele stap richting veilig gebruik zijn we voor DC nog aan het zetten. Je kunt DC nooit op dezelfde manier beveiligen als AC. Omdat de stroom bij DC altijd dezelfde kant op stroomt, is er nooit sprake van een nuldoorgang. De stroomt gaat dus gewoon door als je een stekker eruit trekt van een apparaat dat nog aanstaat.”

Norm voor DC-beveiliging
De sleutel voor deze veiligheid ligt volgens Lootens bij de fabrikanten van apparaten en omvormers die werken op DC. “DC veilig maken, is zéker mogelijk. Maar het is nu vooral nodig dat fabrikanten met elkaar gaan praten en tot een norm of standaardisatie voor beveiliging komen. En dan op zo’n manier beveiligd, dat het praktisch te installeren is voor mensen op de werkvloer. Er lopen al meerdere pilot projecten rond het elektronisch beveiligen van gelijkstroomnetten en -apparaten. Helaas óók projecten waar DC beveiligd wordt alsof het AC is. Het is belangrijk dat we daarmee zo snel mogelijk stoppen en ons richten op beveiligingsproducten gebaseerd op vermogenselektronica.”

Onafhankelijke trainingen
Vanwege de sleutelrol die omvormers spelen, is het volgens Lootens voor iedere installateur belangrijk om daarvan op de hoogte te blijven. “Onderwijs jezelf op dit gebied”, zegt hij, “of je nou een W- of een E-professional bent. Het is belangrijk dat je weet wat je achter een omvormer knoopt. Ga vooral ook op zoek naar merkloze, onafhankelijke trainingen of cursussen. Natuurlijk volg je altijd de producttraining van een apparaat of installatie, maar het is nodig ook the bigger picture te kennen. Hoe haakt alles op elkaar in, wat komt er kijken bij energieopslag? Als je alleen al bedenkt dat we in Nederland over 8 jaar zo’n 1,7 miljoen laadpalen zullen hebben, is meteen duidelijk dat het nodig is om je ‘all electric-kennis’ op pijl te houden.”

‘Spijtkasten’
De verdeelinstallatie in de meterkast krijgt het binnen deze ontwikkelingen zwaar voor zijn kiezen. “Ook als je warmtepompen – hybride of all electric –, zonnepanelen en infraroodverwarming installeert, krijg je altijd met aanpassingen in de meterkast te maken”, zegt Lootens. “Je moet rekening houden met de bi-directionele stromen. Bij een meterkast houden we nu rekening met 40 ampère, maar met zonnepanelen komt daar nog 16 ampère vanaf het dak bij. Een ander mooi voorbeeld is de laadpaal. We gaan er in de verdeler altijd vanuit dat de auto stroom gebruikt. Maar wat als hij ineens stroom levert? Moeten we de verdeler dan weggooien, omdat we daar nooit bij stil hebben gestaan? Het is een hele kleine moeite om daar bij de bedrading richting de meterkast al vooraf over na te denken, toekomstgericht. Anders zitten de eigenaren van die woning binnen de kortste keren met wat ik noem een ‘spijtkast’; een meterkast die niet is ingericht op de trend richting all electric en waar je dus binnen no time spijt van hebt.” 