Thomas van de Sandt
DNV KEMA breidt zijn kortsluitlaboratorium in Arnhem uit tot ’s werelds eerste testlaboratorium voor supergrids: elektriciteitsnetten waarin over enorme afstanden en onder extreme spanningen energietransport plaatsvindt.
Het energiekennisbedrijf investeert zeventig miljoen euro om vanaf 2015 transformatoren te kunnen testen bij spanningen tot meer dan 800 kV. Ter vergelijking: het Nederlandse hoogspanningsnet haalt niet meer dan 380 kV.
DNV KEMA speelt hierbij in op de trend dat er wereldwijd steeds grotere elektriciteitsnetten ontstaan. Europa bijvoorbeeld wil haar net steeds verder verknopen, ook met Noord-Afrika . Dit onder andere om fluctuaties in het aanbod vanwege een grotere bijdrage van duurzame energie te kunnen opvangen. Zo moet in de toekomst als het bijvoorbeeld windstil is op de Noordzee, zonnestroom uit de Sahara richting Nederland komen. Ook in China gaat het elektriciteitstransport over steeds grotere afstanden, bijvoorbeeld tussen de waterkrachtcentrales in het westen en de grote steden Beijing en Sjanghai aan de oostkust. De eerste ultrahoogspanningsnetten van rond de 800 kV zijn al te vinden in China, Canada en India.
‘Componenten hiervoor gaan nu onbeproefd het net in, omdat er wereldwijd geen enkele testfaciliteit is die onder deze spanningen kan testen’, vertelt Bas Verhoeven, directeur van het kortsluit- en hoogspanningslaboratorium van DNV KEMA. Het Arnhemse testlab breidt nu uit van vier naar zes kortsluitgeneratoren om wel in die behoefte te voorzien. Het totaal opgestelde testvermogen komt hiermee uit op ongeveer 15 GW. ‘Dit staat gelijk aan ongeveer tweederde van het opgestelde elektriciteitsproductievermogen in Nederland met zijn zestien miljoen inwoners’, meldt Verhoeven.
De meest indrukwekkende proef die het vernieuwde testlab straks kan uitvoeren is als alle zes de kortsluitgeneratoren hun volle vermogen gebruiken voor een enkele transformator voor een supergrid. De kortsluitgeneratoren kunnen hun benodigde energie niet in één keer uit het elektriciteitsnet halen, anders zou er een dip in de netspanning ontstaan. ‘Een doodzonde’, aldus Verhoeven. De vliegwielen in de generatoren, veertig ton zware, stalen gevaartes, worden daarom langzaam op toeren gebracht, 3.000 rpm voor 50 Hz tests en 3.600 rpm voor 60 Hz tests. De opgebouwde elektrische spanning wordt dan voor de kortsluitproef in één keer losgelaten op bijvoorbeeld een schakelaar of een transformator uit een hoogspanningsnet.
Transformatoren komen tijdens de test nooit af van het schip, dat ligt aangemeerd in het kleine haventje naast het testlaboratorium. Hiermee is het testlab van DNV KEMA uniek, zegt Verhoeven. ‘Omdat de componenten de schepen niet verlaten, kunnen we sneller, effectiever en goedkoper testen dan de concurrentie. Ook weer en wind maken niet uit. Wij kunnen onder alle weersomstandigheden doorgaan met testen.’
Om geen extra achterstand op te lopen, zal de huidige testinstallatie tijdens de werkzaamheden aan de nieuwbouw dan ook volledig doordraaien. ‘Het is een enorme uitdaging om naast een werkende fabriek te bouwen’, vindt Verhoeven. ‘Je mag de flow van het werkproces niet onderbreken en daarnaast is veiligheid enorm belangrijk. Cruciaal is de periode in 2015, als we de huidige en de nieuwe installatie in drie tot vier weken volledig integreren. Als er ook maar hele kleine foutjes in het ontwerp of de uitvoering van de nieuwbouw zitten, duurt die integratie ineens maanden in plaats van weken. Samen met de custom made installaties die wij nodig hebben is dat de grootste technische opgave binnen het project.’
