Het nieuwe onderwijsgebouw Pulse van de TU Delft krijgt een gelijkstroomnet. Het is voor het eerst dat in Nederland bij zo’n groot gebouw op de stopcontacten niet langer alleen wisselspanning staat.
Het heeft iets vreemds. Zonnepanelen leveren gelijkstroom, vrijwel alle moderne gebruiksapparaten, zoals laptops, smartphones en ledlampen, werken op gelijkspanning, en toch worden moderne gebouwen nog steeds uitgerust met wisselspanning, met alle bijbehorende omvormingsstappen van dien. Het nieuwe onderwijsgebouw Pulse, met 1200 studentenplekken, doorbreekt die wisselspanningshegemonie. Zonnepanelen, verlichting en alle gebruikersstopcontacten zitten op het gelijkstroomnet dat is ontwikkeld door het installatie-adviesbureau Valstar Simonis.
Stichting gelijkspanning
‘Voor ons was het ook nieuw’, zeggen directeur ir. Wilfried van Mierlo en adviseur ir. Paul Verdurmen. ‘We zochten in het bouwteam naar een hoge ambitie en kwamen al brainstormend op het gelijkstroomnet.’ Uniek is dat niet. Zo is er de Stichting Gelijkspanning, die onder de bezielende leiding van Harry Stokman al vele jaren de voordelen van gelijkspanning promoot. De TU Delft heeft een onderzoeksgroep DC Systems, en er is het Europese DC Compenents and Grids-initiatief. Maar grootschalige toepassingen zijn er nog nauwelijks. Verdurmen: ‘Er wordt veel over gesproken, en nog weinig mee gedaan.’
Brandmeldinstallaties
Het betekende dat niet alleen Valstar Simonis nieuw terrein moest verkennen, dat gold grosso modo ook voor de leveranciers. ‘De installatiesector heeft honderd jaar ervaring met wisselspanning en nauwelijks met gelijkstroom.’ Zo moesten er heel wat bedrijven worden bezocht om aan de noodzakelijke componenten te komen. ‘Iedereen vindt het erg interessant, maar zodra de vraag op tafel kwam of ze ook konden leveren, was ‘we wachten nog maar even af’ meestal het antwoord.’
Om dit soort problemen overzichtelijk te houden is besloten de zwaardere installaties, zoals de warmtepomp, de lift en de klimaatinstallatie, op het 400 V-wisselspanningsnet aan te sluiten. ‘Je hebt ook te maken met keuringsprocedures. Brandmeldinstallaties werken bijvoorbeeld soms wel op gelijkstroom, maar zijn daarvoor niet gecertificeerd.’
350 volt
Bij het ontwerp van het netwerk moest Verdurmen zich vragen stellen die bij een wisselspanningsnet niet spelen. Welke spanning kies je bijvoorbeeld? ‘We hebben goed rondgekeken wat men elders doet, en dan blijkt 350 V de beste keus. Die ligt namelijk in de buurt van de piekwaarde van onze wisselstroom.’
De zonnepanelen zitten via een omzetter die voor spanningsstabilisatie zorgt rechtstreeks op die 350 V, en dat geldt ook voor de ledverlichting in het gebouw. ‘Het betekent dat leveranciers de bestaande armaturen moeten ombouwen.’ Voor de gebruikersaansluitingen gaat de spanning naar 60 V. ‘Aan de ene kant wil je een zo hoog mogelijke spanning om te zorgen dat de kabels niet dikker hoeven te zijn dan nu gebruikelijk, aan de andere kant is veiligheid belangrijk. ‘Op de gebruikspunten wil je niet een al te hoge spanning.’
Intelligente USB-punten
De contactpunten waar de studenten hun apparatuur op kunnen aansluiten krijgen bij oplevering van het gebouw een mengvorm: deels gelijkstroom, deels de 230 V-wisselspanning. ‘Je moet nu eenmaal rekening houden met de apparaten waar ze mee rondlopen, of met de beamer van de docent,’ zegt Verdurmen. Gaandeweg worden die aansluitpunten vervangen door USB-poorten van het type C. ‘Die combineren de levering van vermogen op een variabele spanning van 5 tot 20 V met data-overdracht. Zo worden de USB-oplaadpunten automatisch ‘afgeknepen’ wanneer er overbelasting dreigt, bijvoorbeeld doordat iedereen tegelijk zijn tablet wil opladen. In die USB-punten zit ook intelligentie.’
‘Dat is tegelijk een van de grote voordelen van het gelijkstroomnetwerk: het is veel gemakkelijker aan te sturen omdat je alleen maar naar het spanningsniveau hoeft te kijken, en je kunt het net heel goed combineren met dataverkeer. Een ander belangrijk voordeel is dat componenten als omvormers en dergelijke eenvoudiger zijn en met veel minder materiaal toekunnen.’ Verdurmen relativeert het energievoordeel. ‘Daar wordt vaak hoog van opgegeven, maar in de praktijk gaat het om een paar procent.’ Het veel gehoorde argument dat het gelijkstroomnet toekan met dunnere kabels noemt hij een fabeltje.
De bouw begint dit jaar, het pand moet gebruiksklaar zijn voor het studiejaar 2017-2018.
Nieuwsbrief
Vond je dit een interessant artikel, abonneer je dan gratis op onze wekelijkse nieuwsbrief.