Reuzenversterker voor vermogenselektronica
Hoe weet je zeker of elektrische componenten met een zeer hoog vermogen veilig in het elektriciteitsnet kunnen worden ingebouwd? Vanaf 2008 is deze vraag te beantwoorden. Fabrikanten van vermogenselektronica en wetenschappers kunnen dan terecht bij het innovatieve Power Electronics Laboratory van ECN en KEMA waaraan op dit moment op het KEMA-terrein in Arnhem de laatste hand wordt gelegd.
Het laboratorium is het resultaat van samenwerking tussen ECN, de Nederlandse technische universiteiten en KEMA. De realisatie en het beheer van het laboratorium valt onder de Stichting EMVT, die zorgdraagt voor de bouw van het laboratorium en de business development.
‘In het elektriciteitsnet is nu nauwelijks vermogenselektronica ingebouwd’, verklaart Peter Vaessen van KEMA de bouw. ‘De behoefte daaraan neemt echter wel toe omdat je met deze componenten het elektriciteitsnet intelligenter maakt en zo beter kunt sturen en beheersen. In een vrije elektriciteitsmarkt waarin steeds meer decentrale en duurzame elektriciteitsopwekkers worden gekoppeld, is deze regelmogelijkheid onontbeerlijk”. Fabrikanten kunnen wel vermogenselektronische componenten produceren maar de netbeheerders zijn huiverig om deze zomaar in hun elektriciteitsnet in te bouwen vanwege het risico op storing.
Fabrikanten zullen van hun kant niet zomaar deze componenten gaan ontwikkelen als ze deze niet in de praktijk kunnen toepassen. Om deze situatie te doorbreken is een testfaciliteit nodig die deze innovatieve regelelektronica langdurig in een complexe praktijksituatie kan beproeven.
Lab in wording
De werkzaamheden aan het Power Electronics Laboratory zijn in volle gang. De meetkamer is geïnstalleerd en het besturingselement wordt getest. In een betonnen ‘zwembad’ bekleed met metaal en afgedekt met platen, staat inmiddels de convertor, het meest essentiële onderdeel van het innovatieve laboratorium. In feite is het een superversterker. ‘Vergelijk het met het vermogen van de versterkers bij een concert van de Rolling Stones en dan tien keer zo groot”, illustreert Peter.
Er is gekozen voor ondergrondse plaatsing vanwege de beschikbare ruimte, de afscherming tegen elektromagnetische straling en het voorkomen van geluidshinder. Voor de koeling van de convertor kan gebruik gemaakt worden van de koelinstallatie van het aangrenzende kortsluitlaboratorium.
Bovengronds wijst projectleider Ebbo De Meulemeester, op de rode 10 kV-kabels op die het laboratorium van elektriciteit gaan voorzien. Zij zijn aangesloten op een grote transformator die de convertor voedt en op drie kleinere transformatoren die de convertor in staat stellen om allerhande ‘trucjes’ op de vermogenselektronische componenten los te laten: ‘harmonischen, spanningsdips, transiënten, kortsluitingen’, somt De Meulemeester een aantal fenomenen op die de kwaliteit van de netspanning bepalen. 
Onder spanning
Het eerste cruciale moment heeft het laboratorium al doorstaan. “Als je voor het eerst een spanning van 10 kV in het lab brengt is dat spannend. Als alles deze spanning aankan zoals verwacht bereik je toch een mijlpaal”, verzekert De Meulemeester. “De komende maanden wordt alle apparatuur aangesloten en getest. Vanaf begin volgend jaar staan we dan klaar voor de verzoeken van wetenschappers en fabrikanten”.
Fabrikanten van aandrijvingen voor treinen, windturbines en convertoren hebben zich al gemeld en ook (assistent)onderzoekers willen graag aan de slag om bijvoorbeeld het kortsluitgedrag van decentrale opwekeenheden te onderzoeken .
