Gelijkspanning uit het stopcontact?

TUDeltaInteressant artikel op de website van Delta, een platform van de TU Delft. Onderwerp: Wat je moet weten over gelijkspanning. Lees dat even.

Ik begrijp de strekking van het verhaal. Natuurlijk, in de basis draait bijna elk apparaat op gelijkspanning, zeker als er een processor in zit. En dan mag je Prof.dr.ir. Pavol Bauer heten, er zijn een paar dingen die er bij mij in het schoolmuseum al ingeramd zijn, waarvan ik me afvraag hoe je dat in de gelijkstroomwereld dan gaat oplossen.

Om te beginnen het transport van energie. Ik herinner me nog uit een proef tijdens het bezoek aan genoemd schoolmuseum in Den Haag dat de docent van dienst liet zien dat als je 220V over grote afstanden moest transporteren (gesimuleerd door een serieweerstand), er enorm veel verlies optradt, en de lamp die hij op de 220V aansloot dientengevolge niet meer ging branden. Dus transformeerde hij de spanning omhoog, ging daarna door dezelfde serieweerstand, waarna de spanning weer omlaag getransformeerd werd. En ziedaar, de lamp in de proef ging nu wél branden. Weliswaar niet zo fel als toen hij direct op de spanningsbron werd aangesloten als gevolg van de aanwezige serie (verlies) weerstand, maar de essentie was duidelijk: Door de spanning omhoog te transformeren, waarbij de stroom evenredig afneemt, beperk je de transportverliezen.

Maar gelijkspanning kan je niet transformeren…

Hoe moet ik me dat voorstellen. Als er straks 230V DC uit het stopcontact komt, kan ik daar echt niet mijn telefoon aan opladen. Dan kan ik in de stekkervoeding weliswaar de gelijkrichter weglaten, maar nog steeds zal een schakelende voeding de 230V moeten transformeren naar de 5V voor mijn telefoon. Hetzelfde voor mijn laptop, tablet, computer, voeding voor de set – noem maar op. Je hebt een schakelende voeding nodig om de ene gelijkspanning in de andere om te zetten. Een lineaire voeding is dan helemaal geen optie meer, want je kunt moeilijk een serietransistor opnemen tussen de set en het (DC) stopcontact. Stel je de verliezen eens voor…

Nog een praktisch puntje. Onze stopcontacten hebben geen gedefinieerde manier om er een stekker in te steken: dat kan op twee manieren. Ik moet er niet aan denken als je straks gelijkstroom uit het stopcontact krijgt, de de stekker er verkeerd om in steekt en de + en – verwisseld worden. Vuurwerk gegarandeerd (en dat mag niet meer van de overheid). Tenzij je in elk apparaat een anti-hufter diode zet, waardoor je 50% kans hebt dat het apparaat ook daadwerkelijk gaat werken als je de stekker er in steekt. Maar die diode zit er vaak al in de vorm van een bruggelijkrichter…

Nog een veiligheidsaspect. Wisselspanning heeft het voordeel dat als een vonkboog onstaat, deze vanzelf kan doven omdat de stroom en spanning 100 keer per seconden nul wordt. Dat is bij gelijkspanning niet het geval. Ik herinner me daarbij mijn servicetijd, waarbij mijn bedrijf Beckmann digitale multimeters leverde aan de RET in Rotterdam. In die meters zat een spark gap die bij 1,5kV doorsloeg om de meter te beschermen tegen spanningspieken. De meter was gespecificeerd voor 1000V DC. Die jongens bij de RET gebruikten die meters om aan de railvoertuigen te meten waar, zoals je misschien weet, 700VDC op staat. Dus binnen specs. Maar die gelijkspanning was lang niet altijd zuiver, en soms zaten daar met die tractiemotoren flinke pieken op. En dan gebeurde het wel dat die spark gap doorsloeg. Maar door de gelijkspanning ging die vonkboog dan nooit meer uit. Hield de monteur de meetpennen op de spanning, dan brandde eerst de spark gap weg en de vonkboog stopte dan pas als het gat in de print ongeveer 1,5cm was. Die meters waren daarna dan ook niet meer te repareren.

Ook als je aan de spanning blijft hangen, is gelijkspanning een stuk gemener dan wisselspanning, om dezelfde reden: de spanning gaat nooit door nul.

Kortom, interessant pleidooi, maar ik schat dat ik niet meer mee ga maken dat er gelijkspanning uit mijn stopcontact thuis gaat komen. Ik zie vooralsnog teveel beren op te weg om gelijkspanning geschikt te maken voor dagelijks gebruik.

 

2 gedachten over “Gelijkspanning uit het stopcontact?”

  1. Internationaal transport van energie gebeurt nu al met gelijkspanning. AC wordt aan de kust van Noorwegen of UK gelijkgericht en aan onze kust weer omgezet in AC. Hoewel met het transport van gelijkspanning veel verliezen worden bespaard, kost het omzetten van AC naar DC en omgekeerd ook veel energie. De volgende stap is dat er lokale DC netten zullen worden aangelegd zodat energie transport in het land zelf ook met minder verliezen gepaard zal gaan. Hierop kunnen tevens zonnepaneel parken of windmolen parken en laadpalen op worden aangesloten. De aansluiting naar fabrieken en woningen zal nog met AC plaatsvinden. Daarna is de verwachting dat eerst grootverbruikers zullen worden omgezet en tenslotte woningen. Het hangt maar af van je leeftijd of je deze transitie zult meemaken.

  2. Voor het transformeren van de DC spanning wordt gebruik gemaakt van DC/DC converters. Die zijn er al in verschillende vermogens. Er zijn al HV-, MV- en LV DC netten. Waarschijnlijk zullen in woningen velelaagspanning aansluitingen worden gebruikt (veiliger) en een paar 200/400 V DC aansluitingen voor hoog verbruik (verwarming, koken….)
    Afschakelen van de DC spanning wordt niet meer mechanisch gedaan maar dmv halfgeleiders, mosfets of voor grote vermogens IGBT modules. Hiermee wordt het ontstaan van vlambogen ook vermeden. En een stekker domweg uit het stopcontact trekken wordt vermeden door vlak voordat de stekker eruit wordt getrokken, de DC spanning al af te schakelen. Als je dan toch zo’n speciaal stopcontact moet maken dan is een constructie die gegarandeerde polariteit borgt, geen probleem meer.

    Alleen…… een klein dingetje nog …. en voor ons zendamateurs toch wel heel belangrijk…..

    DC/DC converters, electronisch aan- en uitschakelen van DC spanningen….. als dat snel gaat en onvoldoende onderdrukt wordt… moeten wij allemaal een nieuwe S- meter in onze apparatuur plaatsen. Je weet wel, ipv een mA meter voor S9 tot S9 + een amperemeter voor S9++++ vanwegen de enorm toenemende ruis op de banden….. En daarvoor…. daarvoor… hoef je nog niet jong te zijn om dat mee te maken…. HI

Geef een reactie