HoogspanningsNet - alles over hoogspanning op het het

Hoogspanningstechniek

Hoogspanning en gezondheid?

Antwoord op alle vragen vind je bij het RIVM (NL) of het Departement Leefomgeving (B).

HoogspanningsNet behandelt dit thema met opzet niet zelf. (Waarom niet?)

Geknetter en gebrom?

Geen zorgen, dat is normaal.

HVDC

09 november 2018 Vandaag kwam trots in het nieuws dat het Nederlandse energienet nu ook is verbonden met het Deense net via de COBRA-cable. Dat klopt, althans in de galvanische zin van het woord. Maar niet te vroeg feestvieren, eerst moeten de converters nog af.

Demonstratiemodellen DC-kabel NEMOIn het Europa van nu verbinden landen hun elektriciteitsnetten steeds meer met elkaar. Op die manier kan elektriciteit de grenzen over reizen waardoor internationaal in energie kan worden gehandeld en er efficiënter gebruik kan worden gemaakt van hernieuwbare energiebronnen. Een zee oversteken was vroeger niet eenvoudig omdat wisselstroom maar moeilijk onder water door wil. Gelijkstroom heeft daar minder moeite mee en sinds HVDC met vermogenselektronica technisch volwassen is geworden is de zee niet langer meer een barrière. In Europa liggen dan ook al enkele tientallen zware elektriciteitskabels over de zeebodem.

De COBRA-Cable past in een serie van soortgelijke interconnectors tussen verschillende landen rond de Noord- en de Oostzee. Sinds tien jaar is er de NorNed-kabel dus tussen Feda (Noorwegen) en de Eemshaven ligt. De COBRA-cable krijgt dezelfde capaciteit van 700 MW. Eenmaal in dienst is hij handig om vermogen uit te wisselen tussen Nederland en Denemarken. Bij een overschot aan windenergie kan er zuidwaarts worden getransporteerd, maar bij wind drought (een nette term voor dagenlang windstil weer in grote delen van west Europa) zal het andersom zijn en kan juist stroom naar het noorden worden getransporteerd. COBRA is een acroniem van COpenhagen BRussels Amsterdam, zodat in de naam van de kabel zijn functie al besloten ligt. 

Maar ook al ligt de kabel er nu, hij kan niet zomaar worden aangesloten op het stroomnet. Op de beide uiteinden van de kabel zijn zogeheten converterstations nodig, om de wisselstroom waarmee het elektriciteitsnet werkt in de gelijkstroom om te zetten waar de kabel mee werkt. Bij de COBRA-cable staan die in Endrup en de Eemshaven. Deze stations zijn vandaag allebei nog niet af, zodat het nog een poosje duurt voordat de kabel in dienst kan (of in jargon: aan de markt wordt vrijgegeven). Eigenlijk roept het Nederlandse nieuws dus iets te vroeg. De verwachting is dat ergens midden volgend jaar de eerste elektriciteit door de kabel zal stromen, zodat hij dan pas echt 'klaar' is. Nog heel even geduld dus. Of zoals ze het bij de andere converter zeggen, vent en øjeblik mere, takk! 

Afbeelding: demonstratiemodellen van DC-grondkabels. Deze exemplaren waren te zien tijdens een open dag van Elia op de Nemo-converter in België, maar voor de COBRA-cable is het beeld vergelijkbaar. Een foto van een converter hebben we niet, vaak is het verboden om foto's van zo'n installatie te nemen.

10 mei 2017 Daags terug werd het Geminiwindpark symbolisch opgeleverd. Maar met de aansluiting op het hoogspanningsnet van het tweemaal 300 MW zware verre-offshore windpark is op het eerste gezicht iets eigenaardigs aan de hand is. 'Welke druif heeft daar steeklijnen op wisselstroom voor gekozen?'

Offshore windparken. Gemini is het exemplaar het meest linksonder.Waar tien jaar geleden Horns Rev I en Alpha Ventus alom opgetrokken wenkbrauwen opleverden, zijn zogeheten verre offshore windparken vandaag de dag al weinig bijzonders meer. Met name in Duitsland is het sinds 2011 jetzt geht loss op de Noordzee, zodat het een drukte van belang is met tientallen windparken in dienst, bouw en ontwerp. Daardoor is de wereld van offshore wind razendsnel volwassen geworden.

Om een kabelspaghetti met tientallen losse aanlandingspunten te voorkomen geven netbeheerders de voorkeur aan offshore 'stopcontacten' waarop aansluitcapaciteit aangeboden wordt. Het aansluiteiland, de HVDC-kabel naar land en de aansluiting op het hoogspanningsnet zijn dan eigendom van de netbeheerder, zodat investeerders in verre offshore windparken alleen het park zelf, een trafo-eiland en de korte AC-aansluiting naar het convertereiland hoeven te regelen. Tennet laat in Duitsland dan ook het ene na het andere convertereiland de zee op slepen. Maar het vereist wel daadkracht van de overheid. Daar ging het in Nederland mis: er werd vanuit Den Haag geen enkele visie op verre offshore-wind getoond zodat Tennet ook geen concreet plan voor een Nederlands net op zee kon uitrollen. Nederland is daardoor vandaag het kneusje van de Noordzeeklas qua verre-offshore wind.

Slechts één consortium waagde het om toch een groot, ver offshore-windpark in Nederlands water aan te willen leggen: het Geminipark. Maar ze moesten de aansluiting op het net helemaal zelf ontwikkelen. Een HVDC-kabel levert onder water minder transportverlies op dan een AC-kabel, zeker bij grote afstanden. HVDC-techniek is wel duurder en veroorzaakt een meerprijs die bij de aanleg van het park moet worden opgeteld. Als een overheid geen visie toont kan of mag de netbeheerder niet helpen om aanloopkosten te beperken door HVDC-stopcontacten te bieden. Het gevolg is een simpele rekensom: als de kosten van het beraamde rendementsverlies door een AC-aansluiting tijdens de hele levensduur van het windpark lager blijven dan de initiële meerprijs van een private HVDC-aansluiting, zal een investeerder het transportverlies verkiezen en toch maar AC toepassen.

Precies dat is gebeurd bij het Geminipark. De aansluiting als twee ruim 100 kilometer lange, private 220 kV AC onderwaterkabels met relatief veel transportverlies zal ons nog lang via de netkaart herinneren aan een episode van Haagse visieloosheid op offshore wind. Gelukkig kunnen we wel constateren dat er (eindelijk) ook in Den Haag iets begint te dagen, waardoor Tennet nu ook offshore eilanden in Nederlandse wateren kan gaan zetten en toekomstige parken een gunstiger aansluitsituatie tegemoet kunnen zien dan waar Gemini het mee moest stellen.

Afbeelding: screenshot uit de netkaart (online versie). De Duitse windparken rechts zijn allemaal op centrale convertereilanden aangesloten, zodat een efficiënte clustering met telkens een array parken en één HVDC-aansluiting naar land ontstaat. Gemini moest het zelf rooien en zit aangesloten op de Eemshaven met twee private, ouderwetse 220 kV AC-kabels.

10 juni 2016 ∙ Men kan van alles zeggen van de berg, maar niet dat ze visieloos zijn. Wintracks, het onder de grond stoppen van 2635 MVA op 380 kV en het starten van een project met een supergeleidende grondkabel in het 110 kV-gebied zijn allemaal projecten met lef. Maar het kan nog gekker: wat dacht je van een opgespoten convertereiland middenin de Noordzee?

Offshore windparken produceren vermogen dat naar land moet worden versleept. Dat gaat niet met wisselstroom, want wisselstroom onder water houdt het slechts ongeveer honderd kilometer vol voordat allerlei hinderposten zoals capacitief gedrag van de kabel ervoor zorgen dat het energieverlies onderweg onacceptabel wordt. Gelijkstroom heeft daar geen last van, zodat het mogelijk is om grote windparken ver uit de kust te zetten. Duitsland is daar al ver mee. In het Duitse deel van de concessie van Tennet staan de nodige offshore converters: platforms waarop de windparken worden aangesloten als een soort stekkerdoos, waarna het vermogen in de vorm van gelijkstroom naar land wordt getransporteerd.

Maar die Duitse platforms zoals DolWin, BorWin Alpha en Beta en SylWin staan telkens op stalen poten en ze kunnen per stuk meestal niet meer dan een gigawatt vermogen aan. Dat is niet genoeg voor wat er in de toekomst wordt verwacht: misschien wel tientallen gigawatts aan windvermogen in de Noordzee. Het net op zee zou dan alsnog in een kabelspaghetti veranderen. Er moet kortom een nieuwe slag worden gemaakt.

Beter goed gejat dan slecht bedacht is te extreem gesteld, maar het moet gezegd worden dat Tennet even bij de buren in België heet gekeken en het plan van Elia wat heeft opgepompt. Waarom zou je de converters op stalen poten zetten als het ook op een opgespoten eiland kan? Je hebt dan meer ruimte, zit niet vast aan grenzen door omvang en gewicht en je kan eenvoudig uitbreiden.

Dat vormde de basis voor een toekomstvisie waarin een kunstmatig eiland op de Doggersbank, in de uiterste punt van het Nederlands territoriaal water, een functie zou kunnen vervullen als een spin in het web van een toekomstig multinationaal elektriciteitsnet op de Noordzee. Het eiland zou verschillende clusters windparken moeten kunnen faciliteren en verbindingen naar uiteindelijk alle landen rondom de Noordzee moeten hebben.

Natuurlijk, een visie is een visie. Netbeheerders hebben die wel vaker. Maar aan deze visie is één ding dat opvalt: het moment waarop deze wordt gepresenteerd. Juist deze weken worden in Europa getekend door het Britse referendum over de Brexit. Dit eilandplan laat met enige bombarie zien dat Europese landen rondom de Noordzee elkaar nodig hebben als het gaat om toekomstige energiestrategie. Het moment om dit plan te presenteren lijkt daardoor niet geheel toevallig, zo hebben wij bij HoogspanningsNet het gevoel.

Of het eiland er komt? Dat weten we pas tussen 2030 en 2050. 
Lees het persbericht op de site van Tennet voor meer details.

Afbeeldingen: boven een impressie zoals Tennet zich het eilandplan voorstelt. De omvang van het convertereiland zou ongeveer 6 km2 moeten worden en er moet meer dan 10 GW convertercapaciteit op kunnen staan. Onder: een deel van de huidige situatie in het Duitse Noordzeenet. We zien meerdere windparken en een aantal converters op stalen poten.

30 januari 2016 ∙ Op 31 januari tussen 19.00 en 20.00 uur wordt op de Nederlandse Radio 1 in het programma Reporter Radio (KRO-NCRV) een reportage uitgezonden rondom de aanleg van Zuid-West 380, tracédeel Borssele-Rilland.

Er wordt ingegaan op nut en noodzaak van de netverzwaring en de vorm waarin dit zal gebeuren. Het huidige plan is de aanleg van een nieuwe bovengrondse verbinding met wintrackmasten, maar de bestaande verbinding (welke technisch nog een stukje verzwaard kan worden) blijft onaangeroerd. Dat doet wat wenkbrauwen fronsen. Waarschijnlijk maakt de aansluitverplichting van het productiepark in Borssele het onmogelijk, of wordt het door de netbeheerder niet als voldoende zinvol gezien omdat het op de lange termijn alsnog onvoldoende is om het bestaande knelpunt samen met 1400 MW nieuw beraamd windvermogen te kunnen wegnemen.

Een nieuwe verbinding lijkt dan logisch. Toch roept dit vragen op bij o.a. bewoners van het gebied. Daardoor zijn alternatieve visies ontstaan. Door de bestaande verbinding alsnog te verzwaren en de producenten in Borssele schadeloos te stellen, zou men bijvoorbeeld enkele jaren de bouw van de nieuwe verbinding kunnen uitstellen. De druk is dan (even) van de ketel, zodat men zich in relatieve rust kan herbezinnen op de toekomst. Ook zouden de offshore-windparken kunnen worden aangesloten met HVDC, waarna de zeekabels relatief straffeloos een stukje langer gemaakt kunnen worden. Het onshore converterstation zou dan op Rilland zelf kunnen worden gebouwd in plaats van op Borssele. HVDC met converters is duurder dan wisselstroom, maar anderzijds komt er dan 1400 MW minder windvermogen binnen op Borssele. Verzwaring van de bestaande verbinding biedt dan wel langdurig soelaas, zodat de nieuwe (eveneens dure) wintrackverbinding dan niet nodig is. Tenzij men backupvermogen op Borssele wil bouwen voor als het niet waait. Maar daarvoor zijn weer geen concrete aanwijzingen bekend.

Journaliste Marjolein van Pagee heeft onderzoek gedaan binnen dit complexe vraagstuk. In de reportage wordt het verhaal zo begrijpelijk mogelijk uitgelegd en in meerdere contexten geplaatst. Voor geïnteresseerden in Hoogspanningsland biedt het een mooie kans om nieuwe argumenten en inzichten op te doen.

Luister de uitzending hier terug.

Afbeelding: Borssele is een van de drie plekken die door de Nederlandse overheid zijn aangewezen voor grootschalige energieproductie. Op de foto zien we verbindingen van 150 kV. De vermogens waar het project Zuid-West 380 om draait zijn echter zo groot dat ze zich afspelen op het niveau van het 380 kV-netvlak. Foto door Michel van Giersbergen.   

07 november 2013 ∙ Direct na het luwen van de wind waren we in de veronderstelling dat de storm van 28 oktober vooral Denemarken en noordwest Duitsland te grazen had genomen en geen noemenswaardige schade had aangericht in het Nederlandse en Belgische hoogspanningsnet. Te vroeg gejuicht.

In Denemarken en Duitsland was de situatie penibel na uitval van windparken, meerdere verbindingen en interconnecties. Maar afgezien van een afgewaaide tak zo hier en daar in de schakeltuinen leek er in Nederland daarentegen weinig gebeurd te zijn. Maar een week terug vernamen we indirect (nota bene via de website van Statnett, dankzij een forumgebruiker) dat de NorNed-kabel voorlopig spanningsloos is vanwege schade aan het converterstation in de Eemshaven. Een deel van het dak is weggewaaid waarna er water op de condensatorbanken terecht is gekomen, met schade tot gevolg. Totdat men klaar is met repareren kan er geen elektriciteitstransport plaatsvinden.

In eerste instantie hadden we er weinig aandacht aan gegeven hier op de site, maar wanneer we even stilstaan bij het tijdelijk wegvallen van 700 MVA (en de kosten daarvan), dan mogen we toch nog spreken van significante stormschade. Voor meer informatie, zie het storingsbericht van Tennet.