Gelijkspanning heeft nog lang niet afgedaan

Rotero motor gelijkspanning
(foto: Rotero BV, Woerden)

In de al decennia durende concurrentieslag tussen gelijkspanning en wisselspanning heeft de laatste het overwicht. Maar met het toenemend gebruik van elektronische apparaten en voertuigen lijkt gelijkspanning aan een comeback bezig.

Stichting Gelijkspanning Nederland is een kennis-en netwerkorganisatie rond het thema gelijkspanning. Enerzijds informeert ze belangstellenden over wat gelijkspanning is en wat ze er mee kunnen. Anderzijds probeert de stichting projecten aan te jagen waar gelijkspanning wordt toegepast, om uit het project resultaten te halen.

Het werk varieert van desk research tot het uitvoeren van projecten, zowel binnen als buiten gebouwen. Projecten betreffen onder meer kookplaten, slimme domotica en efficiënter energiegebruik meer straatverlichting, zonnepanelen en de verlichting in kassen. Ook heeft de stichting bijgedragen aan het ombouwen van drie gebouwen op gelijkstroom.

Waarom DC?

Bij wisselspanning zijn spanning, stroomsterkte en frequentie onlosmakelijk met elkaar verbonden. Bij gelijkspanning is het gemakkelijker het net te ontsluiten en het flexibeler in te richten. Vaak wordt gedacht dat bedrijven om redenen van efficiency overstappen op gelijkspanning, maar dat is meestal niet het doorslaggevende voordeel. De business case wordt gemaakt door alles er omheen: flexibilisering, langere levensduur en bekabeling.

Bij wisselspanning gaat het doorgaans over 230 V één fase en 400 V drie fasen. In gelijkspanning praten we over 350 V en 700 V, ongeveer √2 maal de gangbare wisselspanningen. In industriële omgevingen met zware processen kan 1400 V (bijvoorbeeld -700 V en + 700 V) worden toegepast.

In de industrie is het een voordeel dat voeding van twee kanten mogelijk is. Als onverhoopt aan één van beide zijden het net wordt verbroken, blijft de spanning vanaf de andere kant gehandhaafd zodat niet de productie meteen stilvalt.

Op dit moment zijn er nog geen standaard stekkers voor een stopcontact. Er is sprake van om alle apparaten die niet meer dan 100 W verbruiken, te voorzien van een USB-C connector en met USB-C aansluitingen te werken. Aan connectoren voor vermogens tussen 100 W en 3 kW wordt in normcommissies gewerkt. Boven 3 kW wordt de apparatuur bijna altijd via een vaste verbinding gevoed. Overigens worden in de industrie wel vergaand gestandaardiseerde connectoren.

Aandrijvingen

In de industrie worden elektromotoren steeds vaker via een regelaar op het net aangesloten. Als die met een tussenkring werken (wat bij frequentieregelaars meestal het geval is), dan kan men van een gelijkspanningsaandrijving spreken. Die heeft dus niet noodzakelijkerwijs een gelijkstroommotor.

Borstelloze gelijkstroommotoren (BLDC) zijn voor huishoudelijke apparaten te duur. In de onderste vermogensklassen van machines worden ze wel veel gebruikt. Ook in bemande en onbemande elektrische voertuigen worden gelijkstroommotoren toegepast. Voor hogere vermogens zijn laagspannings gelijkstroommotoren niet dik gezaaid en gevraagd. Vaak geven bedrijven de voorkeur aan frequentiegeregelde draaistroommotoren, die veel minder onderhoud vergen.

Het volledig artikel vindt u in de september 2020 editie van Aandrijven & Besturen.