Gelijkspanning heeft de toekomst

Met de razendsnelle opkomst van nieuwe technologieën als zonnepanelen, LED-lampen en elektrische auto’s wordt steeds vaker vermogenselektronica toegepast. De Haagse loopt internationaal voorop in ontwikkeling van onderwijs en toegepast onderzoek naar deze veelbelovende ontwikkeling. Een uitwisseling met studenten uit Zuid-Afrika helpt de kennis op wereldschaal verspreiden.

Uitreiking getuigschriften Zuid-Afrikaanse studenten We gaan van het gas af, gebruiken meer zonne-energie en onze auto’s worden steeds vaker aan de stekker opgeladen. “Het begon met de verbanning van de gloeilamp en de komst van LED”, vertelt projectleider Pepijn van Willigenburg. “Maar je ziet dat bij de gehele energietransitie in allerlei toepassingen gelijkspanning massaal wordt gebruikt in plaats van de nu gangbare wisselstroom.”

Kleiner, sterker en goedkoper

En dat is niet gek. Gelijkspanning biedt veel voordelen ten opzichte van wisselspanning. Apparaten gebruiken minder energie en gaan langer mee. “Woog een klassieke transformator vroeger ruim één kilo, tegenwoordig is dat nog maar één ons. De halfgeleiders, die zorgen voor het schakelen van energie, worden steeds kleiner, sterker en goedkoper. Vroeger gebruikte men het dure en zware koper, en nu het lichte en goedkope silicium.

Besparing

Gelijkspanning maakt bovendien nieuwe producten mogelijk. Neem de glastuinbouw. De vervanging van de gloeilamp voor de LED-lamp levert al snel een jaarlijkse besparing op van € 15.000 tot € 20.000 per hectare. Ook is de verwachting dat in de nabije toekomst usb-aansluitingen in de muur als stopcontact worden geïntegreerd. Daardoor kan er dunner en daarmee goedkoper leidingwerk in nieuwbouwwoningen worden gebruikt.

Toekomst

De opkomst van gelijkspanning brengt echter problemen met zich mee. Nu is het hele elektriciteitsnet op wisselspanning gebaseerd. Bij het omzetten van gelijkspanning naar wisselstroom gaat energie verloren. Van Willigenburg: “Dankzij vermogenselektronica is het nu ook mogelijk om gelijkspanningstransformatoren te bouwen. Zo kunnen we het elektriciteitsnet baseren op gelijkspanning. En dat is belangrijk, want gelijkspanningstechnologie heeft uiteindelijk toch de toekomst.”

Onderzoek

De Haagse Hogeschool is niet de eerste kennisinstelling in Nederland die onderzoek doet naar vermogenselektronica. “Maar we lopen”, volgens Van Willigenburg, “wel voorop in hogeschoolland als het gaat om de toepassing ervan.” Inmiddels werkt De Haagse samen met TNO, Siemens en ATAG Nederland om bijvoorbeeld keukenapparatuur aan te passen aan gelijkspanning.

Nieuw curriculum

Ook het onderwijs op De Haage loopt niet achter op de laatste ontwikkelingen op het gebied van vermogenselektronica. Zo is in 2014 een nieuwe module vermogenselektronica 1 gelanceerd, gericht op DC-DC-omvormers en in 2015/2016 de vervolgmodule Vermogenselektronica 2, gericht op AC-DC/DC-AC-omvormers.

Uitwisseling met Zuid-Afrika

Als internationale netwerkschool trekt De Haagse veel internationale studenten. En juist voor dit vakgebied is er veel interesse vanuit het buitenland. Vanuit het project DCT-REES, dat staat voor Direct Current Technology Renewable Energy Education and Skill development program, werkt De Haagse samen met zeven Zuid-Afrikaanse universiteiten en hogescholen. In totaal bezoeken 22 studenten in acht groepen De Haagse.

Zeer kansrijk

Van Willigenburg is enthousiast over het uitwisselingsproject. “Op dit moment wordt er in Nederland meer zonne-energie opgewekt dan in heel Zuid-Afrika. Dat klinkt gek, want de opbrengst per paneel ligt daar twee keer zo hoog. In Zuid-Afrika is zonne-energie veel kansrijker dan in Nederland. Er is kortom een grote potentiele markt in Zuid-Afrika voor zonne-energie.”

Geen elektriciteitsnet

In Zuid-Afrika zijn miljoenen mensen niet aangesloten op elektriciteitsnet. “En juist daar”, vervolgt Van Willigenburg”, is gelijkspanning de meest logische stap. Je kunt daar echt bottom-up nieuwe structuren opbouwen en grootschalig met gelijkspanning gaan werken.” Tegelijkertijd is er veel behoefte aan energie. “In Zuid-Afrika is daarom een enorme vraag naar kennis. En die kunnen wij als Haagse Hogeschool leveren. Een mooie win-winsituatie.”