Wisselstroom regeert de wereld al zo'n 130 jaar en gelijkstroom beperkt zich tot voertuigen, computers en zo hier en daar een interconnector. Maar blijft dat wel zo?

Op de pagina over het HVDC-supergrid en op die over HVDC-kabels hebben we al kunnen lezen waarom gelijkstroom aan een wedergeboorte bezig is in de wereld van hoogspanning. De Oorlog der Stromen, ooit beslecht ten gunste van wisselstroom omdat dit type stroom eenvoudig te transformeren valt en een laag transportverlies heeft, heeft de wereld 130 jaar van een toereikend systeem voorzien en tot op de dag van vandaag is wisselstroom zeer geschikt om vermogens mee te transporteren (Voor meer geschiedenis, zie ook de St(r)oomcursus.)

Hinderposten het hoofd bieden

De veronderstelde lage transportweerstand van wisselstroom is echter iets waar we nog eens goed naar moeten kijken. Wisselstroom op hoge spanning geeft inderdaad weinig transportverlies in verhouding tot gelijkstroom op laagspanning. Maar wanneer de afstand zeer groot wordt (>500 km of onder water) gaan hinderposten bij wisselstroom zoals parasitaire capaciteit, inductie en het skineffect opspelen. Bij kortere afstanden zijn deze te verwaarlozen of in ieder geval het hoofd te bieden do bijvoorbeeld compensatiespoelen en wisselmasten. Maar bij steeds verder toenemende afstanden gaan deze kleine dingen langzaam maar zeker een rol van betekenis spelen.
Om deze reden vindt transport van grote hoeveelheden elektriciteit over zeer lange afstanden, zoals met zeekabels gebeurt, efficiënter plaats met gelijkstroom. Bij gelijkstroom treedt het skineffect niet op en hoeft alleen maar de eigen (Ohmse) weerstand overwonnen te worden. Wanneer de spanning enorm verhoogd wordt kan het amperage omlaag zodat de koperverliezen toch weer afnemen. Ook zijn gelijkstroomkabels preciezer aan te sturen: men kan nauwkeurig bepalen hoeveel vermogen er over de kabel lopen kan.

Huiskamerniveau

Daarnaast zien we dat er tegenwoordig steeds meer machines op gelijkstroom lopen. Computers en webservers, ICT-machinerie, high end regelapparatuur, ledlampen en vrijwel alle andere elektronische apparaten werken intern op gelijkstroom. In elk van deze apparaten moet wisselstroom worden omgezet in gelijkstroom.
Er zijn denkers en initiatieven die dat onzin vinden en ijveren voor het ombouwen van het gehele wisselstroomnet naar gelijkstroom om zo deze omzetting te vermijden. Er is zelfs een stichting die het tot hun doel hebben gemaakt om elektriciteitsdistributie op basis van gelijkstroom te introduceren, te beginnen met Nederland.

Hoeveel kans dit allemaal maakt is niet bekend, maar het lijkt klein. De bestaande infrastructuur ombouwen kost zoveel geld, tijd, ongemak en arbeid dat het zeer waarschijnlijk is dat de balans dan negatief uitvalt. Alle wisselstroomapparaten zouden dan onbruikbaar worden, wat in een enorme berg afval en grondstoffenverspilling resulteert.

Bijten een HVDC-grid en het 380 kV-net elkaar?

In het hoogspanningsnet is het bijzonder onwaarschijnlijk dat gelijkstroom het 380 kV-transportnet op korte termijn gaat overnemen. Daarvoor zijn de afstanden in Nederland en België te klein en converterstations te duur. Ook voor het regionale- en nationale net van kleine en middelgrote landen zal wisselstroom vooralsnog gewoon de norm blijven. Gelijstroom van spanning laten veranderen is daarmee vergeleken een hele klus en de prijs van een dergelijke operatie is hoog. Men zal ook niet zomaar in een nieuw project duiken terwijl er op dit moment een technisch bekend, goed functionerend en robuust 380 kV-wisselstroomnet bestaat.

Maar op een schaal zo groot als het hele continent liggen de kansen anders, zeker in combinatie met de verwachtte ontwikkelingen in de energiemarkt. Het HVDC-supergrid moet niet worden verward met een wereld op gelijkstroom.

Waarschijnlijk zullen gelijkstroom en wisselstroom in de toekomst geen tweede oorlog krijgen, maar ze zullen juist het tegenovergestelde gaan doen: elkaar aanvullen om de sterke punten van beiden te combineren. Wisselstroom voor hoogspanningsnetten die een vermaasd net vormen en gelijkstroom voor lange interconnecties en zeekabels, mogelijk zelfs als een net over het bestaande net heen in de vorm van een HVDC-supergrid. Nederland en België zijn relatief klein, maar als we kijken naar zeer lange afstanden in andere landen en naar de opkomst en voortschrijdende ontwikkeling van HVDC-zeekabels, dan kunnen we wel stellen dat gelijkstroom opnieuw een interessante toekomst te wachten staat. 

Omhoog