Naar de intelligente hoofdstop

Wie de moeite neemt voortdurend de spanning te meten die uit het stopcontact komt, doet een verrassende ontdekking: die spanning is vaak hoger dan de beloofde 220 volt.

Het lijkt wel of de meeste GEB's al een voorschotje nemen op de 230 volt die in het jaar 2005 de standaard wordt. De werkelijke oorzaak ligt ergens anders: het is voor de GEB's moeilijk te achterhalen hoeveel volts er door verliezen in het net sneuvelen, en daarom doen ze er voor de zekerheid in hun onderstations (waar van de 25 kilovolt van de centrale 10 kilovolt voor de transformatorhuisjes wordt gemaakt) maar een schepje bovenop. Toelevering van stroom door warmte-kracht centrales compliceert de zaak nog eens.

Het nadeel van dat schepje er bovenop is een zeker vermogensverlies. Bij toenemende vraag zakt de spanning in het net en het kan dus betekenen dat in de piekuren een extra centrale moet worden ingezet. Als er een goed inzicht zou bestaan in de werkelijke spanning die uit het stopcontact komt, was die centrale misschien niet nodig geweest, maar ja, de meeste GEB's behelpen zich met vuistregels over het veronderstelde voltage op een bepaald tijdstip.

Het Haagse GEB (de NV GEB Zuid Holland West in Den Haag en Voorburg) vormt op die regel een uitzondering, want het is al een tijdje bezig met een meetprogramma. Bij 25 gebruikers is een voltmeter opgesteld die elke vijf minuten zijn meetwaarden naar het hoofdkantoor seint. Het uiteindelijke doel van dit Voltage Optimization System is dat de regeling van de onderstations via deze waarden geschiedt, en dat de vuistregels overboord kunnen worden gezet.

Maar voltage optimalisering kan waarschijnlijk ook nog op een andere manier, en dat is wat drie vakgroepen van de TU Delft nu voor het Haagse GEB gaan uitzoeken. Ing. J. Griffioen, ideeënman bij het Haagse GEB, kwam op de gedachte en de TU ziet er wel brood in. Het project wordt gesteund door de KEMA, Novem en de inkooporganisatie COOPRA.

Waar Griffioen aan denkt is een VOD, een Voltage Optimization Device. Het is een soort intelligente hoofdstop, een apparaat dat bij elke gebruiker nog vóór de meterkast in het net wordt opgenomen. Net als de hoofdstop zou de VOD voor de zekering moeten zorgen, maar daarnaast zou het apparaat nog een heleboel extra functies kunnen verzorgen.

De belangrijkste functie is spanningsstabilisatie. Het apparaat moet ervoor gaan zorgen dat er uit de stopcontacten precies 220 volt komt, geen volt meer of minder. Dat heeft voor de gebruiker voordelen: misschien een iets langere levensduur van zijn elektrische apparatuur, misschien een iets gunstiger energieverbruik (sommige apparaten die voor 220 volt zijn geoptimaliseerd zullen bij dat voltage ook het zuinigst zijn). Voor het GEB zijn de voordelen groter, want de afgegeven spanningen zijn in deze situatie nog beter te controleren.

Het staat of valt natuurlijk allemaal wel bij een spanningsstabilisator die zoveel mogelijk verliesvrij werkt. Het heeft weinig zin een apparaat te ontwerpen dat bij een toevoer van 238 volt het teveel in warmte omzet. Prof.dr. J.B. Klaassens, een van de hoogleraren die aan het apparaat gaan werken ziet wel mogelijkheden. ""We hebben het op drie manieren geprobeerd, twee zijn er mislukt, maar de derde mogelijkheid lijkt veelbelovend.''

Het apparaat zal een niet-dissipatieve regelaar zijn, het teveel aan spanning zal niet in warmte worden omgezet. Maar hoe werkt dat dan wel? Dat is niet zo eenvoudig uit te leggen. Klaassens: ""In de gelijkstroomtechniek wordt gewerkt met zogeheten pulsbreedte regeling. Je knipt dan als het ware steeds kleine stukjes uit de spanning, zodat de gemiddelde spanning daalt. In wisselstroom is dat een stuk moeilijker, maar als het zou lukken de frequentie van de wisselstroom een stuk omhoog te brengen, van 50 Hz naar bijvoorbeeld 1 Megaherz, dan zijn er nieuwe mogelijkheden. Je kunt dan ook met die pulsbreedte regeling gaan werken. Na die correcties moet de wisselspanning natuurlijk wel weer naar de 50 Hz die we van het stopcontact verwachten.''

Als het allemaal lukt moet de VOD uiteindelijk in een kleine chip worden gebouwd en dan kan bij de grote aantallen waar Griffioen aan denkt de prijs ook gaan dalen.

Stabilisering is overigens niet de enige functie die de VOD moet gaan vervullen. Als je toch zo'n apparaat maakt kun je er nog heel wat ander functies aan hangen. Zo kan het apparaat ook worden uitgerust met een filter dat netstoringen onderdrukt, van belang voor bijvoorbeeld computers en tamelijk essentieel als je de woningen gaat uitrusten met een toekomstig "homebus'-systeem, waarbij allerlei apparaten op afstand aan- en uitgezet kunnen worden.

Griffioen denkt nog verder: "Als er in de woningen steeds meer spaarlampen komen, waarom zou je dan in al die lampen zo'n duur voorschakelapparaat opnemen, dat bovendien ook nog vaak wordt weggegooid als de lamp kapot gaat? Waarom zou je niet per huis één voorschakelapparaat opnemen en met een apart net alle spaarlampen daarop aansluiten? Die functie zou je in zo'n VOD kunnen inbouwen. Of denk eens aan een apart laagspanningsnet. In alle audiovisuele apparatuur wordt de 220 volt wisselspanning omgezet in een lage, gestabiliseerde gelijkspanning. Waarom zou je dat niet in een keer doen? Dat kan veel goedkoper en met minder vermogensverlies.'

We zullen het afwachten. Over een jaar moet er een werkend prototype van de VOD beschikbaar zijn. Pas dan ook kan worden vastgesteld of het de moeite loont al die leuke snufjes in te bouwen.

    • Warna Oosterbaan