artikel

Kennis rond gelijkstroom groeit door recente projecten

energie

In 2017 opende het eerste gebouw met een DC-net: paviljoen Circle , een circulair gebouw van ABN Amro. Een jaar later werd het onderwijsgebouw Pulse op de campus van TU Delft opgeleverd. Eveneens voorzien van een gelijkstroomnetwerk. Sindsdien volgen de ontwikkelingen rond DC elkaar snel op en wordt hard gewerkt aan nieuwe DC-projecten. Een terug- en vooruitblik.

Kennis rond gelijkstroom groeit door recente projecten
Dit is het Pulse-gebouw van TU Delft.

Door Evi Husson

Beeld Studio 38C i.o.v. Kuijpers

“Wie door een gebouw met een DC-netwerk loopt, merkt vrijwel niets van wat er achter het stopcontact gebeurt. Het is daarnaast tegenwoordig al zo vanzelfsprekend om via USB-C-stopcontacten apparaten op te laden. Niemand vraagt zich af of er AC  dan wel DC achter zit. Laptop, mobiele telefoon, schemerlampjes, tv’s, verlichting,…: steeds meer apparaten worden voorzien van een USB-C-stekker. Het is algemeen geaccepteerd en wordt geleidelijk aan de standaard”, zegt directeur Harry Stokman van advies-, ontwikkel- en productiebedrijf Direct Current.

Highspeed data uit contactdozen

De gelijkstroom-gebouwen Pulse en Circle zijn voorzien van meerdere USB-C-contactdozen. Stokman: “Een volgende stap in de transitie naar DC is om aan deze stopcontacten ook highspeed data toe te voegen. Vanaf het moment dat je een apparaat in zo’n contact prikt, heb je meteen highspeed communicatie. In volgende kantoorprojecten willen we dit gaan toepassen.” Dit betekent integratie van data en power in de bekabeling. “De ethernetstekker verdwijnt geleidelijk aan uit beeld. Door data en power te combineren in eenzelfde kabel, krijg je op elk aansluitpunt straks ook een data-aansluiting. Voor de installateurs betekent dit dat ze steeds vaker installaties moeten aanleggen met meer functionaliteit.”

Input installateur wordt belangrijker

Gebouwen worden steeds functioneler. “Een gevolg hiervan is dat de installateur in feite veel directer overleg zou moeten hebben met de architect in plaats van in een latere fase wanneer alles al min of meer is vastgelegd. Hoe functioneler gebouwen worden, hoe belangrijker de input van de installateur wordt. Bij het onderwijsgebouw Pulse was de betrokkenheid van de installateur overigens al in de beginfase erg goed. In de toekomst zullen dergelijke samenwerkingen wellicht nog veel belangrijker worden, zeker wanneer gelijkstroom aan belang wint.” Kuijpers realiseerde bij Pulse de technische installaties.

Pulse is voorzien van meerdere USB-C contactdozen.

Spanning

De toekomst van DC is veelbelovend, maar we staan nog maar aan het begin. “Toch volgen de ontwikkelingen elkaar snel op. Neem het gelijkspanningsnet van Pulse. Dit is destijds met de stand der techniek gerealiseerd. Gebruikers van elektrische energie zijn direct aangesloten op de 490 zonnepanelen op het dak van het gebouw. De gelijkstroom die door de zonnecellen opwekken wordt direct, zonder energieverlies benut voor laptops, tablets, smartphones en verlichting. Er is daarbij gekozen voor DC-spanning van 350 volt. Voor de verlichting is een zogenoemd eiland gecreëerd waar met 48V DC-spanning wordt gewerkt. Toekomstige installaties zouden we willen voorzien van een hogere spanning voor distributie en industriële omgeving (tot 700 Volt ) waarbij we meerdere aftakkingen maken naar 48 Volt voor de gebruikersgroepen (verlichting USB-C-aansluitingen, …). Gebruikers worden op die manier alleen geconfronteerd met een superveilige omgeving.”

Beveiliging en veiligheidszones

Beveiliging is bij gelijkstroom bijzonder belangrijk. “Een misvatting die nog wel eens leeft, is dat DC gevaarlijk zou zijn. Dat was zo in de Edisontijd, maar tegenwoordig met moderne elektronica zijn DC-netwerken veilig in te richten. Beveiligingsmechanismen reageren binnen de acht microseconden en nemen de stroom weg zodat er geen onveilige situatie ontstaat. In het Pulse-gebouw hebben we bovendien de installatie voorzien van een zonering van nul tot vier. Hoe hoger het zonenummer, hoe veiliger en hoe hoger de mate van beveiliging is waardoor het risico op vlambogen, kortsluitvermogen of vonken ontzettend laag is. De ruimtes waar mensen lopen zijn in het onderwijsgebouw volledig zone vier. Schakelkasten zijn deels zone drie, deels zone één. Om dit in perspectief te plaatsen: In een gebouw met dertien zalen en een oppervlakte van 4.700 m²  heeft slechts in één ruimte, kleiner dan een kubieke meter, geen zone vier. Door een zonering toe te voegen hopen we dat verzekeringsinstanties op een bepaald moment hun premies hierop zullen aanpassen. Hoe meer zone vier in een gebouw, hoe lager de premie.”

Nexans, NEN 3140 en NEN 1010

Door best practices als Pulse en Circle komt geleidelijk aan ook meer documentatie beschikbaar en groeit de kennis rond DC-netwerken. “Zo is Nexans na oplevering van Pulse gestart met een kabelprogramma voor DC-kabels met de juiste kleuren en diameters, configuraties et cetera. Ook is de NPR 9090 min of meer tot stand gekomen dankzij projecten als Pulse en het Circle-paviljoen. Men kon fysiek waarnemen dat veilige DC-installaties in kantoorgebouwen zijn te realiseren.” Voor DC in Nederland hebben deze projecten een enorme boost gegeven, met als gevolg: Nederland loopt in de wereld momenteel ruim voorop.

Door een project als Pulse groeit de kennis over DC.

“Vanuit de IEC zijn we begonnen met de Nederlandse concepten op wereldschaal te pushen”, gaat Stokman verder. “Na oplevering van het Circle-paviljoen zijn er testen uitgevoerd voor de NEN 3140 om na te gaan hoe het werken en onderhoud aan de DC-installatie veilig moet gebeuren. De rapporten die hiervoor zijn geschreven, worden nu gebruikt om de NEN 3140 aan te vullen voor DC-activiteiten. Pulse is met andere woorden eerst opgeleverd en vanuit technisch oogpunt wordt nu de norm aangepast. Daarom is dit soort projecten zo belangrijk.”
Stokman geeft nog een voorbeeld van recente ontwikkelingen rond documentatie. “In de TC64, de moederorganisatie van de NEN 1010 , is nu werkgroep MT1 (Maintenance Team 1) het eerste hoofdstuk aan het herschrijven. Dit hoofdstuk gaat over de architectuur en basisbegrippen waarin geen onderscheid is gemaakt tussen DC en AC. Bij een onderling verschil worden AC en DC bovendien evenwaardig behandeld.”

Meer DC-projecten

Geleidelijk aan komt de documentatie over DC op gang. Kennis moet nog volgen. “De enige beperking die we zien – los aan het feit dat nog wat standaardisatie ontbreekt – is het hebben van de kennis. De installateur is doorgaans opgegroeid met vuistregels, maar vuistregels voor DC zijn er nog niet. Er zijn daardoor nog maar weinig bedrijven die volledig begrijpen wat het aanleggen van een gelijkstroomnetwerk inhoudt. Ik verwacht wel dit de komende jaren zal veranderen, mede door toekomstige projecten. Zo zal in 2022 de eerste energieneutrale tunnel op DC worden opgeleverd, de Groene Boog bij de A16. Bij Delft wordt gewerkt om een deel van de N470 van een DC-netwerk te voorzien. Eaton investeert sterk en omarmt DC om het op corporate niveau  op de agenda te zetten en zo zitten er nog tal van DC-projecten in het vaatje waar DC op een vrij volwassen manier zal worden ingezet.”

Reageer op dit artikel