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.

supergeleiding

23 mei 2018 Een week of twee terug werd bekend dat de proef met een supergeleidende grondkabel in Twente niet doorgaat. In een ietwat sneu gestemd bericht op de website van Tennet is te lezen dat er nu alsnog een gangbare XLPE de grond in gaat omdat de supergeleidende kabel te duur is bevonden. Zagen ze dat niet aankomen op de berg? Jawel, maar het antwoord is iets complexer dan dat.

Locatie superkabelHet had zelfs voor pylon geeks (met doorgaans een broertje dood aan grondkabels) ergens een soort X-factor: een supergeleidende 110 kV-hoogspanningskabel in Nederlandse bodem. Een uniek experiment, nooit eerder op de wereld in een publiek net vertoond op dit spanningsniveau. Er zijn namelijk slechts een paar supergeleidende kabels in dienst in een openbaar net (zoals in Essen sinds 2014), maar nergens wordt ook maar in de buurt gekomen van vermogens boven 100 MVA bedreven op 110 kV. En voorlopig blijft dat dus ook zo, in elk geval in Nederland. Want de 'superkabel' komt er voorlopig niet, en zeker niet op de beraamde plek. Hij is ongeveer vier keer zo duur als een gangbare, niet supergeleidende kabel en dat blijkt teveel te zijn om uit te kunnen leggen.

Uitleggen aan wie? Aan ons allemaal, aldus de ACM. Want de Autoriteit Consument en Markt houdt in de gaten of investeringen die van publiek geld (belastingsopbrengsten) worden gedaan wel doelmatig zijn. En aangezien Tennet als staatsbedrijf zijn financiën van het ministerie krijgt, valt de netbeheerder onder de instanties die rekenschap moeten afleggen over hoe zij hun beschikbare middelen zo doelmatig mogelijk inzetten. Op zich een goed streven en het is goed dat de ACM dit soort dingen in de gaten houdt. Alleen soms kan dat onbedoeld tegen je werken. Juist omdat de gangbare techniek met een XLPE-kabel goedkoop, robuust en bekend is, kan je er onmogelijk tegen concurreren met een nieuwe, momenteel nog veel duurdere en minder betrouwbare techniek. Ook al heeft het veel potentie, je verslaat in deze fase simpelweg een XLPE niet. De ACM ziet dit ook wel in, maar heeft helaas geoordeeld dat een prijsverschil van 400% desondanks teveel is om de meerwaarde aan nieuwe kennis te rechtvaardigen, ondanks dat alle randvoorwaarden zoals de locatie onmogelijk nog gunstiger konden zijn.

Tussen de trafostations Enschede Heekstraat en Vechtstraat ligt een oude 110 kV grondkabel uit 1964 die aan vervanging toe is, zodat er toch al gegraven moest worden. Mensen uit het 110 kV-gebied kunnen het slecht verdragen, maar het scheelt toch met 150 kV zodat het iets makkelijker is om nieuwe techniek toe te passen. Het 110 kV-deelnet eromheen vormt een ring, zodat er bij eventuele problemen geen trafostation zonder stroom komt te zitten. Er is op die plekweinig problematiek met doortransport of onstabiel netgedrag te verwachten. En ook de transportbehoefte in het gebied is niet bijzonder groot, zodat er niet meteen een torenhoge capaciteit de grond in hoeft. Kortom, eigenlijk kan je geen betere plek bedenken voor een baanbrekend experiment dan deze plek. Een plek waar nu alsnog met enige haast een gangbare XLPE-kabel de grond in zal gaan.

Einde oefening? Niet helemaal. De prijs van supergeleidende technieken wordt geacht te gaan zakken en mogelijk komt over enige jaren alsnog een soortgelijke proef binnen bereik van wat de ACM nog redelijk acht. Het is alleen de vraag of Nederland en Tennet tegen die tijd nog steeds de eerste zijn die een dergelijk project uitvoeren. Want laten we wel wezen, ook de marktwaarde van het blikvangen met een nieuw speeltje moet niet worden onderschat.

Afbeelding: de beoogde locatie van de 'superkabel' tussen de Heekstraat en de Vechtstraat. De oude kabel zou worden vervangen door een supergeleider, maar in de praktijk gaat er alsnog een gewone XLPE de grond in.

15 september 2015 ∙ Een aantal dagen geleden maakte Tennet bekend een nieuwe 'superkabel' te gaan uitproberen, zie het persbericht van Tennet zelf. Maar omdat verschillende media er verschillende dingen over verkondigen, kreeg onze mailbox een flinke load deze week: 'Waarom is dit niet al veel eerder gedaan?'

De nieuwe 'superkabel' draagt geen S in een driehoek en hangt ook niet aan hoogspanningsmasten met een cape. Ook de capaciteit zal geen wereldrecord worden. 'Superkabel' is een media-aanduiding voor supergeleidende grondkabel

Je hebt materialen die geen elektriciteit geleiden (isolators) en materialen die dat wel doen (geleiders). Maar ver buiten onze leefwereld op kamertemperatuur heb je ook supergeleiding. Dat is iets wonderlijks en alles wat je in de St(r)oomcursus over netverliezen hebt geleerd kan je bij supergeleiding vergeten: elektriciteit ondervindt geen enkele hinder en kan dan vrijwel onbeperkt door een zeer dunne draad. Dat klinkt ideaal om hoogspanningskabels van te maken. Maar supergeleiding treedt pas op bij extreem koude temperaturen. Een supergeleidende kabel moet worden ontworpen als een holle buis met de geleider in het midden en gevuld met extreem koude vloeistof, zoals vloeibare stikstof of vloeibaar helium. Beneden een bepaalde temperatuur vindt het sprongpunt plaats: ineens verdwijnt de elektrische weerstand, de warmteontwikkeling en zelfs het externe magnetisch veld. 

Supergeleiding is al bijna een eeuw bekend. Maar waarom ligt de wereld dan nog niet vol met zulke ideale kabels? Simpel: omdat ze ingewikkeld, duur en nog niet voldoende betrouwbaar zijn voor toepassingen waarbij betrouwbaarheid bovenaan staat. In een hoogspanningsnet is het niet verstandig om je lot in handen te leggen van een techniek die zich nog niet bewezen heeft en die aanzienlijk duurder, ingewikkelder en complexer is dan een gangbare XLPE-kabel, of laat staan een robuuste luchtlijn.

De koeling mag absoluut niet uitvallen, want als de geleidertemperatuur boven het sprongpunt komt, valt de supergeleiding in één klap weg. Loopt de stroom dan nog, dan is het einde oefening voor de kabel. Verder is er een probleem met het geleidermateriaal: dat is keramisch en laat zich maar moeilijk tot een draad vormen. (Rol maar eens een Ming-vaas op zonder hem te breken!) En hoewel de kabel zelf geen extern magnetisch veld genereert, is hij de andere kant op wel degelijk gevoelig voor magnetische velden die van buitenaf de kabel binnendringen. Wordt de invloed van zo'n extern veld te sterk, dan verdwijnt de supergeleiding ondanks de lage temperatuur alsnog. En dan heb je de praktische problemen ook nog. Wat gebeurt er bij graafschade? Hoe repareer je hem? Hoe voorkom je doortransport?

Veel vragen dus. Maar het is belangrijk om bovenop nieuwe technische ontwikkelingen te blijven zitten en daar letterlijk en figuurlijk ruimte aan te bieden. Dat laatste kan Tennet niet worden ontzegd. In het Duitse Essen loopt al een project van RWE met een dergelijke kabel (10 kV), maar Tennet is de eerste die het met hoogspanning van 110 kV wil gaan proberen. De komende jaren wordt gezocht naar een twee tot vier kilometer lang tracé in een stedelijke omgeving (waar weinig graafruimte is en waar magneetvelden klein moeten blijven). Tennet heeft een ronkend persbericht online staan waarin men meer details kan vinden. Mastengekken zijn bevreesd maar ook benieuwd.

Afbeeldingen: Boven: het Ampacity-project van RWE bij Essen maakt gebruik van een grondkabel van fabrikant Nexans, die op een grote coaxkabel lijkt (zie hier voor meer details). Bij hoogspanning lijkt het meer voor de hand te liggen om drie losse kabels met telkens één geleider te nemen, zoals ook meestal gebeurt bij reeds lopende projecten met gangbare XLPE-kabels (onder). Foto door forumlid ET.