“Wanneer we te veel opwekken, krijg je spataders”

04.01.2023 Niels van der Horst

De noodzaak van een tweede grid met DC

Harry Stokman, DC-expert en internationaal influencer, ziet gelijkstroom als katalysator van de energietransitie. Voorwaarde is een upgrade van het huidige net die rekening houdt met de aanstaande ontwikkelingen en behoeften van klanten.

Stokman: “Onze huidige infrastructuur voor energie kent al problemen en kan de komende energietransitie niet aan.” Aardgas verdwijnt en een flinke toename in de elektriciteitsvraag door PV, EV en warmtepompen is aanstaande. Door inpassing van innovaties in gelijkstroom-technologie ziet Stokman een uitweg waarmee de toekomstige infrastructuur kan worden gestroomlijnd en de wensen van de klant haalbaar worden.

Aanvulling
Stokman schetst als alternatief en langdurige oplossing een tweede netwerk, dat extra capaciteit levert naast het bestaande net. Zonnepanelen en warmtepompen van verschillende woningen worden er op aangesloten en het biedt verder aansluitingen voor oplaadpunten, 5G-zenders en nutsfuncties als lantaarnpalen. Het bestaande net blijft zorgen voor een efficiënte en betrouwbare stroomvoorziening. Op LinkedIn gaat Harry Stokman verder in op onder andere de initiatieven van gemeentes, bedrijven en netbeheerders die eigen netten aanleggen.

Autonome powerflow
Dit tweede net maakt gebruik van gelijkstroom en niet van wisselstroom. Auto’s, fietsen, openbare verlichting, 5G en warmtepompen draaien in Stokmans visie allemaal op DC. Er is zodoende geen energieconversie en er zijn geen grote real-time IT-systemen voor nodig. Consumenten krijgen zo een lagere elektriciteitsrekening en hebben een betrouwbare en efficiënte energielevering. “Met het systeem dat we met ons bedrijf Current OS – inmiddels onderdeel van Schneider Electric - hebben gemaakt kunnen we autonoom de powerflow regelen. De toestellen kunnen zonder overkoepelende ICT regelen wanneer ze aan en uit moeten. Hoe dat in zijn werk gaat, laat dit filmpje zien.

Grootste goed
“Het elektriciteitsnet is het allergrootste goed dat we hebben als mensheid. De wereldpopulatie loopt ook synchroon met de elektrificatie.” Stokman wijst op wat Rusland aan het doen is met de destabiliserende werking van het rammelen aan de energievoorziening. “Als de stroom uitvalt, werkt de mobiliteit niet meer, water gaat niet meer werken, gas, alles valt uit. Als je zo afhankelijk bent van een systeem, moet het zo ontzettend betrouwbaar zijn, dat het niet uit kán,” zegt hij met klem.

Slim en autonoom
Vanwege de wens om er een slim geheel van te maken is het huidige systeem door digitalisering juist kwetsbaar geworden. Daarvoor was het wel betrouwbaar. “Toen moest je een mast omzagen om een deel van het net uit te laten vallen,” zegt Stokman. Door alle clouddiensten wordt ons huidige stelsel hackbaar, wat hem een zeer onprettig gevoel geeft. Dat was twintig jaar geleden al het sein om met deze problematiek aan de slag te gaan. Hij ging een autonoom systeem bouwen waar de ‘slimmigheid’ al in de apparaten zit. Slim verwarmen, slim laden, slim wassen, gaat autonoom in het DC-systeem van Current OS.

Inefficiënt door informatietekort
“Het is vergelijkbaar met je telefoon. Als de batterij vol is, is hij volledig operationeel. Gaat de spanning naar beneden, dan gaat ie op een gegeven moment het scherm wat dimmen en de processor werkt wat trager. Hij gaat besparen. Bij overvloed gaan apparaten in ons systeem aan. De wasmachine gaat draaien, etc. In ons huidige systeem is er geen informatie over waar er overtollig wordt opgewekt. Dat kan er toe leiden dat de prijs zakt door een overschot in Frankrijk, waardoor in Nederland de vraag stijgt en de stroom naar ons land moet worden getransporteerd.”

Efficiënt door dwarsverbindingen
Stokman geeft een ander voorbeeld waarbij iemand uit bijvoorbeeld Hilversum een pakketje wil sturen naar een buurman: “Dat wordt dan door DHL vanuit Utrecht opgehaald om te worden verwerkt en dan wordt het vervolgens naar de buurman gereden. En ondertussen klagen we dat er zoveel files zijn!” Het huidige net biedt geen mogelijkheid om met elkaar te communiceren. “Het AC net is vooral goed wanneer je centraal opwekt. Net als bij ons hart en de aorta wordt het door het systeem gepompt, uiteindelijk naar de haarvaten. Maar wanneer we te veel opwekken in die haarvaten, krijg je spataders. Bij Current OS maken we een DC-systeem, wat we dus het tweede net noemen, dat die dwarsverbindingen wel biedt.”

Grote voordelen
In de praktijk van Current OS komt de lokale opwek op een buurtsysteem dat lokaal gebalanceerd kan worden. Dat balanceren kan ook tussen buurtsystemen onderling. Omdat dit bij deze aanpak van het AC-net weg blijft, biedt het een natuurlijke oplossing voor de netcongestie én de kwetsbaarheid. Tegelijkertijd voorkomt het onnodige transportverliezen en heb je lokaal geen omvormingsverliezen. In huis kan een deel van de vraag ook geleverd worden door de opslag in de batterijen van al bestaande apparaten, zoals de accu in de auto. Stokman noemt even het belang van USB-C. Via dat verbindingssysteem kan naast data, audio en video ook stroom uitgewisseld worden. Via USB-C is het mogelijk om stroom op te halen én terug te leveren.

Buurtbatterij overbodig
“De batterijen hebben verder ook nog eens een dempende werking op de pieken in de vraag. Denk maar aan waterkoker die veel energie levert vanuit zijn batterij wanneer die aan staat en daarna weer gelijkmatig op kan laden.” Omdat buurtbatterijen geen dubbelfunctie hebben, meer schaarse materialen gebruiken en een 'battery management system' (BMS) nodig hebben, ziet Stokman dat naast een risicovollere ook als een te dure oplossing.

Forse besparing
Hij ziet met de inzet van zijn DC-net onder de streep een duidelijke versnelling van de energietransitie inclusief een flinke kostenreductie. “Het bespaart ook op de bekabeling. Nu moet voor een capaciteitstoename alles vervangen worden door dikkere kabels, grotere aansluitingen en grotere transformators. Door overal lokale netten aan te leggen, hoef je alleen wat lokale bekabeling toe te voegen.”

Socialisering energie
De aanpak van Stokman biedt ook de mogelijkheid op socialisering van energie. De buurt wekt gezamenlijk op, waar het kan. “Niet elk dak is geschikt voor zonnepanelen, dus als jij ze niet kan plaatsen, wordt het leven voor jou op termijn duurder.” Tenzij het geheel van opwek op de daken en openbaren ruimten als openbaar en gemeenschappelijk nut gezien gaat worden. Dat is daarmee nu nog een ideaal maar het toont wel de compleetheid van zijn oplossing.

Internationale standaardisering
Qua spanning hebben Stokman en co een 48 volt systeem gebouwd, geschikt voor kleine elektronica, een 350 volt systeem voor grotere elektronica als koelkasten en het 700 volt systeem als alternatief voor het systeem met driefasespanning voor grote gebruikers. Tot slot is er voor de industrie een 1400 volt systeem. Deze waarden zijn ook binnen de IEC als voorkeurspanningen opgenomen. Harry zit daar in de betreffende commissie. “Ik zit in 23 nationale en internationale commissies om vanuit zoveel mogelijk posities de standaard aan te passen en te zorgen dat ons systeem overal matcht,” licht Stokman zijn enorme toewijding toe.

Toegankelijk intellectueel bezit
“Onze elektrische infrastructuur is flink onderweg om in Chinese handen te raken. Onze technologie is gebaseerd op privacy en autonomie en zet de mens centraal op basis van gelijkheid. Veel Chinese systemen worden ingezet om de bevolking te controleren,” vertelt Stokman over het inmiddels internationale belang van zijn inspanningen. Om als Europa tegengewicht te bieden aan China, zagen grote elektronica bedrijven het nut van een samenwerkingsverband. Dat werd Current OS. “Gigant Schneider stond op, kocht ons bedrijf en doneerde de ‘intellectual property’ (IP) aan Current OS. Eaton, ABB en Fujitsu zitten daar ook in en we zijn momenteel in de weer om Siemens en LG aan boord te krijgen. Al die partijen zijn bezig apparatuur te maken die op ons DC-systeem werken.” De stichting herbergt alle opgedane en verzamelde en toekomstige, waardoor deze toegankelijk is en blijft voor alle partners. Current OS is daarmee uniek in de wereld.

Lees hier het artikel over Het Paviljoen Circl in Amsterdam waar Harry Stokman al heeft laten zien dat zijn systeem ook in de praktijk werkt.