Is een kantooromgeving op gelijkstroom mogelijk?

Is een kantooromgeving op gelijkstroom mogelijk?

De afgelopen 2 jaar heeft Rexel in samenwerking met Technische Universiteit Delft en ENGIE getest of het mogelijk is een kantoorgebouw op gelijkstroom te laten functioneren. De uitkomst van de testen? ‘Ja, het is mogelijk en kan een bijdrage gaan leveren aan de energietransitie. Missie geslaagd. Maar we hebben tijdens dit DC Office-project vooral ook geleerd wat we nog niet weten,’ aldus Dr. Theo Fens, Senior Research Fellow bij Techniek, Bestuur en Management van de TU Delft.

Samenwerken en vertrouwen hebben

Voor het project DC-Office zijn diverse producten ontwikkeld. ‘Die werkt direct op zonne-energie’, John Schilt, projectleider en accountmanager bij Rexel, wijst naar het LED armatuur aan het plafond in het Office Lab. De 350VDC-LED lamp is speciaal gemaakt door Signify (Philips) voor dit project. ‘En het infraroodpaneel werkt ook op 350VDC.’ Terwijl in dezelfde vergaderruimte de Esylux LED armaturen op 48 VDC werken.

‘Voor het project zijn speciale producten ontwikkeld waaronder een LED armatuur en een infraroodpaneel’.

Uitdagingen

John Schilt vertelt tijdens de finale meeting: ‘Bij dit onderzoek lagen er uitdagingen op technisch vlak, maar meer nog in de samenwerking van partijen. In de startfase van het project liepen we vertraging op omdat er in de sector in eerste instantie niet veel bereidheid was om mee te werken.’ Hij kijkt rond en complimenteert de partijen die uiteindelijk hebben meegewerkt. ‘Omdat er spullen (o.a. armaturen en schakelmateriaal) speciaal gemaakt zijn die niet te koop waren,’ hij wijst naar de enorme witte testbox die op tafel ligt, ‘en omdat er tijdens het installeren zoveel tijd en energie is ingezet. Er zijn vele bezorgpizza’s doorheen gegaan!’ Waarna hij vervolgt: ‘Uit wat we hier hebben laten zien blijkt dat samenwerken op conceptueel niveau mogelijk is in de elektrotechniek.’

Waarom is gelijkstroom interessant?

‘Álles is, op historische basis, gestandaardiseerd op wisselstroom. Daardoor is het een lange weg om naar gelijkstroom over te stappen,’ aldus Fens, ‘toch is het interessant. We hebben ooit gekozen voor wisselstroom, omdat gelijkstroom grote verliezen had over lange afstanden door gebrek aan vermogenselektronica (om spanning naar een hoger niveau te brengen). Maar inmiddels is die elektronica er wel. De meeste laptops, telefoons, televisies en vaatwassers bijvoorbeeld, werken inmiddels intern op gelijkstroom. Ook onze zonnepanelen- en windmolenparken leveren gelijkstroom, maar wordt in woningen omgezet tot wisselstroom.’ Op de vraag wat nu precies de voordelen kunnen zijn van gelijkstroom antwoordt hij: ‘Bij gelijkstroom is er minder energieverlies tijdens het transport, er is minder (duur) materiaal – koper – nodig en het materiaal kan efficiënter worden benut. Ook komen er geen omvormers/adapters meer aan te pas, wat veel energie- en materiaalwinst oplevert. Daarnaast zorgt dit voor minder afval: adapters eindigen immers na een paar jaar op de vuilnisbelt (circulair beter). Door de toename van het aantal apparaten wordt het afvalprobleem steeds groter. Tot slot: DC heeft nagenoeg geen elektromagnetisch veld, dus het kent zeer waarschijnlijk gezondheidsvoordelen.’

‘Het is een lange weg om naar gelijkstroom over te stappen,’ aldus Fens, ‘toch is het interessant’.

Wie werkten er allemaal mee?

Waar gaat het naartoe? Wat is nodig? Die nieuwsgierigheid naar de toekomst hebben de projectpartners met elkaar gemeen. Dit is voor hen de reden om mee te doen. Roger Hendrix van GTV heeft op maat gemaakte oplossingen geleverd in de vorm van elektrotechnische materialen, zoals een goot met stopcontacten die gevoed worden door gelijkstroom. Anne-Wim van Lieburg van ENGIE Services West heeft geadviseerd over de gelijkstroominstallatie en heeft samen met John de technische dienstverlening geleverd. Anne-Wim van Lieburg: ‘Onze ambitie is niet voor niets om de leiding te nemen in duurzame verandering, we denken ook echt mee en adviseren en zetten innovatieve oplossingen in om volop bij te dragen aan de energietransitie.’ Bert van Bruchem en Eric van Riet van FLUKE hebben test- en meetapparatuur en hun expertise beschikbaar gesteld: onmisbaar voor dit project. En ook voor hen als meetspecialisten is een project als dit heel leerzaam. Van Bruchem: ‘Zo hebben we bijvoorbeeld de infrastructuur moeten aanpassen en buiten de gebaande paden moeten denken.’ Dr. Theo Fens en Prof. Dr. Ad van Wijk hebben samen met hun team van de TU Delft hun kennis gedeeld en het onderzoek ondersteund. Verder waren betrokken met technisch support:  Signify (Philips), Victron Energy, ESYLUX, Jowitherm Etherma en Direct Current. Het project is mede mogelijk gemaakt door een bijdrage van de Rexel Foundation, die initiatieven steunt that drive energy progress.

Speeltuin om te leren

‘Innovatie is zoeken naar verbintenissen en een verbindende factor,’ aldus Hubert Linssen van The Green Village. Samen met projectmanager Lidewij van Trigt faciliteerde hij het DC Office-project. John Schilt over The Green Village: ‘Ik heb tijdens het onderzoek hier veel steun ervaren. In het Office Lab hebben we toch aardig wat overhoopgehaald, maar daar werd nooit moeilijk over gedaan. Het is een plek waar het om innovatie draait en waar allerlei specialisten beschikbaar zijn om mee te denken.’ Of zoals Van Riet van FLUKE het lachend zegt: ‘Je kunt in dit gebouw doen wat je wil, een speeltuin om te leren.’

DC Hive, een commerciële spin-off van DC Office

Een van de bijeffecten van dit praktijkexperiment, is de oprichting van de YES!Delft start-up DC Hive. Deze spin-off van onderzoekers Sahil Karambelkar, Laurens Mackay en Gaurav Manchanda, heeft de slimme hub DC Hive ontwikkeld. Het is een kastje waarop iedereen middels een USB-C* aansluiting zijn apparaten kan aansluiten waardoor deze opladen op gelijkstroom van zonnepanelen, verbonden zijn met wifi, en je met een druk op de knop je scherm kan presenteren op een beeldscherm.

Casus voor een master thesis

Speciale aandacht voor Vignesh Subbaraj voor wie DC Office een mooie gelegenheid vormde voor zijn master thesis Low Voltage DC for Buildings in The Netherlands, waarin hij zich heeft geconcentreerd op 350V gelijkstroom. ‘When DC kicks in, I know how it works,’ zegt Subbaraj in het Engels hoewel hij inmiddels ook wat Nederlands spreekt. ‘Het onderzoek was deels technisch en deels commercieel. De combinatie van theorie en handen uit de mouwen, was perfect voor mij.’ Hij concludeerde dat LVDC (Low Voltage DC, 350 V) systeemtechnisch en qua energie een paar procent efficiënter is dan LVAC Low Voltage AC, 240 V. Weliswaar in een klein gebouw zoals het Office Lab. Over de commerciële potentie zegt hij dat er bij stakeholders interesse en kennis is en dat er wordt geëxperimenteerd, maar dat er stimulering middels regelgeving vanuit de overheid zou moeten komen voor meer ontwikkeling op dit gebied.

Nog veel onderzoek te doen

Dr. Theo Fens, begeleider van Subbaraj: ‘Het was een mooi project. Je leert ook veel wat je nog niet weet. Zo bleek bijvoorbeeld dat we dingen maten die we niet nodig hadden, en dingen die wel gemeten moesten worden, werden niet gemeten. Hier blijkt het belang van een goed meetprotocol, dit was er nog niet. Ook kwamen we erachter dat USB-C per apparaat een eigen intern communicatieprotocol heeft, waar we geen inzicht in hadden. Dit betekende dat in eerste instantie het apparaat en stopcontact op gelijkstroom niet met elkaar communiceerden. We moeten nog heel veel onderzoek doen, hier op The Green Village kan dat op kleine schaal. Zo moeten we de verschillen tussen wisselstroom en gelijkstroom meer tastbaar maken, onderzoeken welke apparatuur en materialen nodig zijn om gelijkstroominstallaties te maken en moeten we (publieke) bezwaren weghalen. Ik heb er wel concrete ideeën over vervolgonderzoeken en zal hiervoor een onderzoeksvoorstel opstellen.’

‘Het onderzoek heeft nog allerlei open eindjes, maar gelijkstroom kan een bijdrage gaan leveren in de energietransitie waar we met zijn allen voor staan’.

* Nieuwe standaard USB-aansluiting voor laptops en smartphones.

 Materiaal donateurs
ABB
Draka

Meer informatie

Wilt u meer weten over dit project? Neem dan gerust contact met ons op.

Neem contact op

We zijn benieuwd naar uw reactie

Het e-mailadres wordt niet gepubliceerd. Vereiste velden zijn gemarkeerd met *