Je leest:

‘Elektriciteitsvoorziening is meest complexe uitvinding ooit’

‘Elektriciteitsvoorziening is meest complexe uitvinding ooit’

Auteur: | 21 december 2015

Na vijfentwintig jaar zwaait hoogleraar elektriciteitsvoorziening Lou van der Sluis (TU Delft) af als professor. Voor Kennislink kijkt hij terug op de ontwikkeling van het elektriciteitsnet en vooruit naar smart grids. “We weten nog steeds niet precies wat elektriciteit is”, zegt hij.

Nog altijd is Van der Sluis verwonderd dat er zomaar elektriciteit uit het stopcontact komt. Want eenvoudig is dat niet. Dat weet de hoogleraar maar al te goed. Hij onderzoekt al vijfentwintig jaar lang de wereld achter het stopcontact. “De energievoorziening is waarschijnlijk het meest complexe systeem door mensen ontworpen. gebouwd en bedreven”, zegt Van der Sluis. Kennislink kijkt met hem terug en vooruit bij zijn afscheid als hoogleraar aan de TU Delft.

Momenteel is de elektriciteitsvoorziening veelbesproken. Moeten we meer gebruikmaken van duurzame opwekkers zoals zonne- en windenergie? Of juist kolen blijven stoken en vertrouwen op kernenergie? Hoe was dat vijfentwintig jaar geleden toen u begon bij de TU Delft?

“Heel anders. Destijds was er een grote groep mensen, die vond dat de elektriciteitsvoorziening wel ongeveer klaar was. Overal kwam elektriciteit uit het stopcontact. De klus om iedereen te verbinden was wel zo’n beetje voltooid. Waarom had je überhaupt nog een duur laboratorium nodig om elektriciteit te onderzoeken? Dat vroegen mensen zich af. Transformatoren zagen er immers al honderd jaar hetzelfde uit.”

800px prinses amalia windmolenpark 4
Prinses Amalia windmolenpark. De elektriciteitsvoorziening verandert door het variabele aanbod van van dit soort windmolens.

Waardoor kwam de verandering?

“Door meer aandacht voor duurzaamheid en dat begon al in de jaren negentig. De glorietijd kwam na het verdrag van Kyoto in 1997, omdat duidelijk werd dat het aandeel van elektriciteit uit fossiele brandstoffen zou afnemen. Wij zijn ons al in een zeer vroeg stadium gaan richten op smart grids en de inpassingen van duurzame energie. Dat staat nu in het centrum van de belangstelling. Die intelligente netten waren een reddingsboei voor ons onderzoeksveld. Ik heb altijd gevonden dat er veel aandacht voor nodig was. Neem nu het inpassen van wind- en zonne-energie. Dat is best mogelijk, maar ingewikkelder dan veel mensen op het eerste gezicht denken.”

Sluis
Sam Rentmeester

Lou van der Sluis (1950) studeerde in 1974 af in de elektrotechniek (TU Delft). Hij werkte daarna enige tijd als ontwikkelingswerker in Nigeria. Vervolgens ging hij aan de slag bij het KEMA-laboratorium De Zoeten. Sinds 1990 is hij aangesteld als hoogleraar bij de TU Delft. Van der Sluis werkte mee aan meerdere boeken, waaronder Opgewekt door de buurt over smartgrids en Spanning & Sensatie over 110 jaar Delftse elektrische energietechniek.

Waarom is dat zo lastig?

“We hebben te maken met apparaten die elektriciteit opwekken, zoals kolen-, kern- en gascentrales. En met de afnemers: de mensen thuis, maar ook de industrie. Daartussen zit het elektriciteitsnet, dat dit allemaal mogelijk maakt. Het draait hierbij om een perfecte balans tussen de opwekking en afname. Kolen-, gas- en kerncentrales leveren heel stabiel elektriciteit. Je weet dus precies waar je aan toe bent. Maar het aanbod van wind- en zonne-energie varieert sterk. Dat maakt het moeilijker om het in te passen.”

In Nederland wordt op tientallen plaatsen getest hoe smartgrids opgezet kunnen worden. Hoe vindt u dat deze ontwikkeling gaat?

“Bij smartgrids is er tweerichtingsverkeer. Je neemt niet alleen elektriciteit af van het net, maar levert het ook. Bijvoorbeeld via zonnepanelen op het dak of een windmolen in de tuin. Maar voor dit gebruik is het net niet aangelegd. Dat betekent niet dat smartgrids niet mogelijk zijn, maar we moeten goed testen wat wel werkt en wat niet. Daarom is het een uitstekende zaak dat er zoveel proefprojecten zijn kriskras door het land.”

Voor een betrouwbare elektriciteitsvoorziening is het belangrijk dat duurzame opwekkers gecombineerd worden met stabiele leveraars. Dat zonne- en windenergie dus samengaan met bijvoorbeeld kolen- en kernenergie. Toch werd onlangs nog door een grote groep hoogleraren opgeroepen om alle kolencentrales te sluiten. Wat vond u daarvan?

“Ik ben benieuwd hoe zij dan toch stabiele elektriciteit willen leveren aan de mensen thuis en de industrie. Als je alle kolencentrales sluit, dan moet je importeren uit het buitenland als de zon niet schijnt en het niet waait. Of willen ze dan in het donker zitten? Wanneer je importeert, is er een grote kans dat er bijvoorbeeld kernenergie uit Frankrijk hier naartoe komt. Moeten we dat willen? Na de ramp met Fukushima was er juist een sterkte lobby om kerncentrales te sluiten. En als ze in het buitenland ook alle kolen- en kerncentrales sluiten, wat doen we dan?”

Smart grid hoogkerk v2
In het Groningse Hoogkerk wordt al jarenlang een smartgrid getest. Dat is een slim elektriciteitsnet, waar Kennislink eerder over schreef. Bij een startgrid wordt lokaal elektriciteit opgewekt en afgenomen en er wordt gebruikgemaakt van duurzame energie, zoals windmolens en zonnepanelen. Hierbij kan een huis dus niet alleen elektriciteit afnemen, maar het ook leveren aan het net, via zonnepanelen op het dak. Het elektriciteitsnet is hier echter nooit voor aangelegd, daarom zijn allerlei slimme toepassingen nodig, die op meerdere plaatsen in Nederland worden getest. In dit dossier vind je nog meer informatie over smartgrids.

“Alles is met elkaar verbonden bij de elektriciteitsvoorziening. Dat maakt het vakgebied ontzettend interessant, maar de oplossingen die politici en activisten vaak noemen zijn niet zo eenvoudig als ze klinken. Vaak verwijzen ze naar slimme oplossingen, maar welke dat precies zijn, weten ze niet. Veel mensen doen wel allerlei uitspraken over elektriciteit, maar hebben er niet goed over nagedacht.”

De afgelopen jaren spande u zich in om de kennis over de elektriciteitsvoorziening te delen met een groter publiek. U schreef bijvoorbeeld een boek over smartgrids en werkt momenteel aan een boek over De wereld achter het stopcontact.

“Ik deel graag mijn verwondering met anderen. Ik ben nog altijd gefascineerd door elektrotechniek. Dat laat me niet los. Eigenlijk weten we nog steeds niet goed wat elektriciteit is. Het is raadselachtig. Sommigen mensen antwoorden dan dat het om een elektron gaat. Dat klopt, daar doen we een kunstje mee. We brengen elektronen in beweging. Maar wat elektriciteit precies is? We hebben werkelijk geen idee.”

Veel mensen weten al niet hoe elektriciteit precies wordt opgewekt.

“Dat klopt, terwijl dat zo interessant is. In mijn nieuwe boek neem ik de lezer mee naar deze wereld. We reizen van het stopcontact naar de meterkast. Daarna komen we via de kabels die onder de straat liggen terecht in een transformatorhuisje. Vervolgens nemen we verschillende soorten opwekkers van elektriciteit onder de loep. Daar zit zoveel mooie techniek in.”

Kunt u een voorbeeld geven?

“Mijn grote liefde is de vermogenschakelaar, waar ik in mijn tijd bij de KEMA in Arnhem veel aan heb gewerkt. Dat is een apparaat dat bij kortsluitingen razendsnel afschakelt. Het zorgt er dus voor dat een kortsluiting zich niet overal naar toe verspreidt. Het zit technisch heel knap in elkaar, omdat het om ontzettend grote vermogens gaat.”

Vermogen schakelaarsf6 150kv
De vermogenschakelaar. De grote liefde van Van der Sluis. “Het zorgt er dus voor dat een kortsluiting zich niet overal naartoe verspreidt.”

“De hele elektriciteitsvoorziening zit overigens fascinerend in elkaar. We wekken real-time een elektromagnetisch veld op met generatoren, en die elektriciteit nemen we direct af. De energievoorziening is waarschijnlijk het meest complexe systeem door mensen ontworpen, gebouwd en bedreven. Het is zeer betrouwbaar. In Nederland is het licht altijd aan, op 35 minuten per jaar na.”

Toch maken die 35 minuten altijd weer een grote indruk. Tijdens uw afscheidsrede maakte u de vergelijking met de Nederlandse Spoorwegen. De oorzaak van storingen is zeer divers, maar het resultaat is altijd hetzelfde: er rijdt geen trein of er is geen stroom.

“We hebben te maken met grofweg drie soorten storingen. Bijvoorbeeld kleine storingen, die lokaal ontstaan. Dan heeft de firma ‘Graafgraag’ bij werk aan de riolering een kabel over het hoofd gezien. Iets groter wordt het wanneer een wijk of dorp geen elektriciteit heeft. Dan is de oorzaak zeer divers – er is bijvoorbeeld ergens kortsluiting ontstaan. De grote black-outs zijn pas echt interessant. Dan kunnen de gekste dingen zijn gebeurd en is vaak een uitgebreid onderzoek nodig. Een van de meest opmerkelijke black-outs vond plaats in 2007 toen in de buurt van Zaltbommel een Apache-helikopter in de hoogspanningslijnen verzeild raakte.”

Losdorp   transformatorhuisje
In de wereld achter het stopcontact speelt het transformatorhuisje, zoals deze in het Groningse Losdorp, een belangrijke rol. Van der Sluis is nog altijd gefascineerd door elektriciteit, onder meer omdat we nog steeds niet precies weten wat het is.

U neemt afscheid als hoogleraar. Wat gaat u het meest missen?

“Het onderwijs en het delen van enthousiasme voor het vak. Maar de nieuwsgierigheid blijft, dat zit in me. Daarom ga ik werken aan dat nieuwe boek. Bovendien zijn er allemaal dingen, die ik al lange tijd wilde doen, maar waar ik geen tijd voor had. Vlak bij mij woont een gepensioneerde banketbakker in een seniorenwoning. Ik heb altijd al eens willen leren hoe je als patissier te werk gaat. Met deze buurman heb ik onlangs gevulde speculaas en een boterletter gemaakt. Daar ben ik nu zo enthousiast over en ik wil jou dolgraag vertellen hoe je dat maakt. Die verwondering raak ik dus niet meer kwijt.”

Dit artikel is een publicatie van NEMO Kennislink.
© NEMO Kennislink, sommige rechten voorbehouden
Dit artikel publiceerde NEMO Kennislink op 21 december 2015

Discussieer mee

0

Vragen, opmerkingen of bijdragen over dit artikel of het onderwerp? Neem deel aan de discussie.

NEMO Kennislink nieuwsbrief
Ontvang elke week onze nieuwsbrief met het laatste nieuws uit de wetenschap.