De energietransitie stelt u als installatieverantwoordelijke voor complexe uitdagingen. De behoefte van landen om energieonafhankelijk te worden en de noodzaak om fossiele brandstoffen uit te faseren, zijn twee belangrijke redenen voor deze energietransitie. Veel landen streven daarbij naar 'Net zero' emissies in 2050. Elektrificatie ligt ten grondslag aan deze ontwikkeling. Het gebruik van elektriciteit als deel van de wereldwijde energieconsumptiemix zal in de komende jaren naar verwachting snel blijven stijgen.
De vraag naar de apparatuur die elektrificatie mogelijk maakt blijft toenemen. Denk bijvoorbeeld aan wind- en zonne-energiesystemen die groene stroom leveren en de uitstoot van koolstofdioxide verlagen. Ook energieopslagsystemen die helpen minder afhankelijk te worden van bestaande energie infrastructuur, en apparatuur voor het opladen van elektrische voertuigen spelen een steeds grotere rol. Deze oplossingen moeten naadloos worden geïntegreerd met het elektriciteitsnet om overbelasting te voorkomen en stabiele stroomlevering te behouden.
De variabele opbrengst van deze bronnen kan spanningsschommelingen en vermogensonevenwichtigheden veroorzaken. Buiten deze spanningsvariaties speelt er een fundamenteler elektrotechnisch probleem. De overstap van traditionele elektriciteitscentrales met roterende, synchrone generatoren naar omvormer gestuurde opwekking leidt tot een aanzienlijke daling van het kortsluitvermogen. Het elektriciteitsnet wordt fysiek slapper en de netimpedantie verandert drastisch. Hierdoor worden spanningsdips in uw installatie veel dieper en langduriger. Daarnaast is het risico groot dat uw traditionele beveiligingscomponenten niet meer correct afschakelen bij een foutstroom, wat directe veiligheidsrisico’s met zich meebrengt.
Onstabiele stroom of stroom van slechte kwaliteit staat de elektrificatie niet alleen in de weg, maar kan ook schadelijke gevolgen hebben voor gevoelige elektronische apparatuur en industriële processen. Waar we in het verleden voornamelijk problemen zagen met laagfrequente harmonischen, introduceren de actieve componenten in moderne vermogenselektronica compleet nieuwe uitdagingen. Omvormers in zonneparken, frequentieregelaars en snelladers maken gebruik van hoge schakelfrequenties via halfgeleiders zoals IGBT’s en SiC-MOSFET’s.
Deze technologie veroorzaakt hoogfrequente netvervuiling in de vorm van supra-harmonischen, specifiek in het bereik tussen 2 kHz en 150 kHz. Deze vorm van netvervuiling is uiterst verraderlijk. Het verstoort uw besturingselektronica en communicatiesystemen, zoals PLC-besturingen, op een onzichtbare manier. Dit leidt zonder duidelijke aanleiding tot onverwachte productiestops. De opkomst van DC-laagspanningsdistributienetwerken en de grootschalige integratie van elektrische voertuigen vragen daarom om nieuwe beoordelingsmethoden en nieuwe manieren om Power Quality te borgen.
Bij het gebruik van duurzame energiebronnen is het belangrijk om stil te staan bij het feit dat er aanzienlijke verliezen kunnen optreden tijdens transmissie van elektrische energie tussen het punt van opwekking en het punt van gebruik. Deze verliezen zijn vaak te wijten aan Power Quality parameters die soms fors afwijken van ideale waarden. Fysisch gezien zorgen harmonische stromen er via het skin-effect voor dat de elektronen naar de buitenrand van uw koperen en aluminium geleiders worden gedrukt. Hierdoor neemt de effectieve kabelweerstand aanzienlijk toe. Dit resulteert in ongewenste warmteontwikkeling door I2R verliezen en een versnelde thermische veroudering van uw bekabeling.
Daarnaast heeft elektrificatie directe invloed op de stroombelasting via het blindvermogen. Uitgestrekte kabelnetwerken in zonneparken en de capacitieve aard van moderne LED-drivers beïnvloeden uw cos φ aanzienlijk. Dit zorgt voor een extra stroombelasting op uw interne netwerk en transformatoren, zonder dat er nuttig vermogen wordt geleverd. In principe leidt elke afwijking van de nominale waarden, zoals beschreven in EN 50160, tot hogere transmissieverliezen. Dit geldt voor afwijkingen in de frequentie, het spanningsniveau en harmonische vervorming. Strikte naleving van deze Power Quality parameters betekent dus dat schone elektriciteit zo schoon mogelijk blijft.
Met de toenemende inzet van hernieuwbare energie wordt energieopslag steeds belangrijker. Geavanceerde batterijsystemen helpen u om vraag en aanbod in evenwicht te brengen, netfluctuaties te beperken en de stroomkwaliteit te verbeteren door het interne net actief te stabiliseren. Een strategische inzet van opslag verbetert de betrouwbaarheid van uw netwerk aanzienlijk en verlaagt de noodzaak voor kostbare investeringen in nieuwe, zware infrastructuur.
Daarnaast zien wij een sterke verschuiving naar de aanleg van kleinschaligere, decentrale netwerken (microgrids). Deze netwerken verhogen de veerkracht van uw installatie. Ze beperken transmissieverliezen, maken lokaal energiebeheer mogelijk en integreren gedistribueerde energiebronnen efficiënt binnen uw faciliteit.
Om een consistente stroomvoorziening te garanderen, is doorlopende bewaking en actief beheer van deze systemen cruciaal:
Door de energietransitie zal er steeds meer nadruk komen te liggen op de veerkracht van het elektriciteitsnet en daarmee gepaard gaand ook de Power Quality. Maatregelen om verstoringen van de stroomkwaliteit tegen te spelen vervullen een belangrijke rol bij het realiseren van een flexibel elektriciteitsnet. Overheden en regelgevende instanties zien het belang hiervan in relatie tot de energietransitie steeds beter in. Dit zal leiden tot nieuwe normen en beleid om de stroomkwaliteit op peil te houden.
HyTEPS helpt u om controle te krijgen over deze technische uitdagingen. Onze engineers analyseren uw kritieke installatie met nauwkeurige metingen, simuleren specifieke scenario’s en modelleren uw complexe netwerk. Wij brengen de onzichtbare harmonische vervuiling, de veranderende cos φ en de resulterende energieverliezen gedetailleerd in kaart. Vervolgens ontwerpen en implementeren wij een oplossing die de netvervuiling gericht bij de bron aanpakt. Daarmee voorkomt u ongeplande downtime en verhoogt u direct de bedrijfszekerheid. Wij nemen de verantwoordelijkheid vanaf de eerste diagnose, zodat u bent verzekerd van een veerkrachtige installatie die klaar is voor de verdere elektrificatie.
De energietransitie vraagt veel van uw elektrische infrastructuur. Wij helpen u de risico’s van een dalend kortsluitvermogen en harmonische vervuiling te minimaliseren. Onze engineers analyseren uw netwerk met nauwkeurige metingen en datamodellen, zodat we de oorzaak van eventuele knelpunten gericht aanpakken. Laat uw gegevens achter voor een heldere diagnose en verhoog direct de bedrijfszekerheid van uw proces.
