Nieuw ESP-lab: kathedraal voor elektrotechniek

De aanleiding voor het laboratorium is sinds het laatste IPCC-rapport actueler dan ooit: hernieuwbare energie moet snel de plaats innemen van fossiele energie op straffe van een klimaatramp. Maar hoe bouw je een solide elektriciteitsnet op uit wisselende bronnen zoals zonne- en windenergie?

^{De oude hoogspanningshal is omgebouwd tot proefplaats voor duurzame elektrische energie. (Tekening: Stephan Timmers)}

Daar is (voor 20 miljoen euro) dit laboratorium voor ingericht met zowel onderwijs- als onderzoeksfaciliteiten voor de opleiding van toekomstige elektrotechnische ingenieurs. Afdelingshoofd electrical sustainable energy, prof.dr. Miro Zeman, noemt als missie van het laboratorium: “De systeemintegratie van nieuwe technologieën en componenten in het elektriciteitsnetwerk.”

• Download bovenstaande tekening voor meer detail en leer hoe het lab in elkaar zit:
   
• De gele zone (1) is ingericht voor zonne-energie. Hier worden onder meer zonnecellen beproefd en slimme modules ontwikkeld. PV (photovoltaic) is een van de belangrijkste toekomstige energietechnologieën.
• Met een enorm zonnedak (2) speelt het ESP-lab daarop in. De andere belangrijke bron is windenergie, vooral afkomstig uit grote (offshore) windparken.
• Een deel van het lab (3) is ingericht voor de optimalisatie van elektromechanische omzetting in turbines en integratie van de productie van meerdere turbines.
• In de groene sector (4) vindt onderzoek plaats naar intelligente gelijkspanningsnetwerken (DC grids), vermogenselektronica, elektrische mobiliteit en opslag. Transport van elektriciteit over grote afstand vindt plaats bij hoge spanningen om verliezen te beperken.
• De rode sector (5) is gereserveerd voor hoogspanning en transportnetwerken. Daaronder valt ook praktisch onderzoek naar hoogspanningskabels en -verbindingen.
• De combinatie van hoge spanningen (van meerdere 100 duizend volt) en het meten van minieme lekstroompjes vereist geavanceerde meettechniek. Een speciale rol is weggelegd voor de huizenhoge impulsgenerator (6) en de omringende hoogspanningstransformatoren in de hal. Die kunnen spanningen van 4 miljoen volt opwekken – een Europees record voor academische laboratoria volgens de beheerder – om hoogspanningscomponenten te testen of om apparatuur te beproeven op de bestendigheid tegen elektromagnetische pulsen.
• Om dezelfde reden zijn de omliggende laboratoria en werkruimten afgeschermd met een soort gorillagaas (7) dat hier functioneert als Kooi van Faraday (om elektromagnetische straling buiten te sluiten).
• Wat voor invloed de toestroom of het wegvallen van een grote energiebron als een offshore windpark heeft op de stabiliteit van het Nederlandse elektriciteitsnet kan worden berekend met de Real Time Digital Simulator (RTDS) (8). Dit paradepaardje van de netwerksector is een digitale tweeling van het Nederlandse transportnetwerk. Deze supercomputer kan de gevolgen van verstoringen in real-time berekenen.
• Voor ontvangst van gasten is de Tennet Hall ingericht (9) met daarachter werk- en ontmoetingsruimten voor studenten. Door de ontruiming van de kelder is een enorme ruimte vrijgekomen die deels in gebruik is voor laboratoria.
• Verder staan hier ook klimaatinstallaties en transformatoren (10) die 1,5 miljoen volt opwekken als vertrekpunt voor de HV-experimenten. De ruimten zijn van elkaar gescheiden door glimmende metalen wanden.

Lees ook: EWI verbouwt hoogspanningslab voor energietransitie (24 sept 2019)