Een verhaaltje van PA1JT uit het verleden van de ZX ronde.

De historie van de elektriciteit begint met gelijkstroom Bij de experimenten met elektriseermachines in de 17e en 18e eeuw beschikte men over korte stroom­stoten, steeds in dezelfde richting: pulserende gelijkstroom. Met de ontdekking van de chemische elektrische cel door Volta beschikte men vanaf ca. 1800 over een bron voor constante spanning en stroom.Toen Faraday in 1831 ontdekte dat een veranderend magnetisch veld in een spoel een inductie-spanning opwekt werd het mogelijk mechanische energie om te zetten in elektrische energie.Voor deze omzetting moet men de magnetische flux binnen een spoel voortdurend laten toe en afnemen, wat als resultaat een wisselspanning levert.Om een dynamo (generator) gelijkspanning te laten leveren zijn extra voorzieningen nodig. Toch werkte men in de begintijd van de elektro­technische industrie hoofdzakelijk met gelijkspanningen.
Het systeem van Edison's elektriciteitsmaatschappij was hierop gebaseerd.Andere maat­schappijen, zoals de Westinghouse Electric Corporation, konden maar met grote moeite de strijd in het voordeel van de wisselstroom beslissen. Uiteindelijk waren de grote voordelen van het wissel­stroomsysteem, vooral het efficiëntere transport van elektrische energie over grote afstanden was doorslaggevend.Een medewerker van Westinghouse was Nikola Tesla een van de grootste uitvinders van apparatuur voor wissel­stroom.

Gelijkstroom of wisselstroom?

De discussie over het gebruik van van gelijkstroom of wisselstroom dateert al uit de tijd van Edison en Tesla. Hierin was Edison een voorstander van gebruik van gelijkstroom en Westinghouse een voorstander van gebruik van wisselstroom. De discussie monde uiteindelijk uit in de z.g.n. battle of current. Uiteindelijk is deze battle gewonnen door de pleiters van wisselstroom. Wisselstroom is nog steeds de norm voor onze huidige elektriciteitsnet. Bij wisselstroom is het met name de zelfinductie en capaciteiten van kabels die voor grote verliezen zorgen. Elektronische consumentenapparatuur zorgt voor veel harmonische netvervuiing. Deze zijn onstaan sinds we halfgeleiders zijn gaan gebruiken.

Opnieuw gelijkstroom?

Door toename van van netvervuiling is wisselstroom als energiebron wisselstroom minder efficiënt geworden. Met name in de IT wereld wordt nagedacht om de energievoorziening uit te voeren in gelijkstroom. Ook bij het transport van elektriciteit over hele lange afstanden wordt in middels gelijkstroom toegepast. De NorNed-kabel is een gelijkstroom verbinding in plaats van een wisselstroom verbinding. De 580 kilometer lange hoogspanningskabel tussen Nederland en Noorwegen ligt op de zeebodem. Een convertor op het vasteland van Noorwegen zet de wisselstroom om in gelijkstroom wat getransporteerd wordt door de kabel over de zeebodem naar Nederland. In Delftzijl is een convertor opgesteld die de gelijkstroom van de kabel omzet in wisselstroom welke op het 400 kV koppelnet wordt aangesloten.

Voordelen van gelijkstroom ten opzichte van wisselstroom

• Eenvoudig op te slaan 

• Hoge efficiëntie ( Alleen ohmse verliezen )
  

• Eenvoudig te koppelen

• Geen harmonische netvervuiling

• Hogere veilige aanraakspanning ( 120 Volt )
  

Voordelen van wisselstroom ten opzichte van gelijkstroom

• Eenvoudig op te wekken

• Eenvoudig te transformeren                                                                                                                                                   

Spanning transformatie

Wanneer we naar de voor-en nadelen van AC en DC kijken en we beoordelen dit in deze huidig tijd dan is gelijkstroom in het voordeel.
Vooral op gebied van transportverliezen in kabels. Maar ook op gebied van het koppelen van onderlinge gelijkstroombronnen is het een stuk eenvoudiger. Er behoeft geen rekening gehouden te worden met onderlinge synchronisatie, dit leid tot minder stroom storingen. Tevens moeten we ons realiseren dat veel van onze apparatuur voorzien is van een gelijkstroom aansluiting. Overal in huis moeten we omvormers plaatsen om gelijkstroom te maken. Maak maar eens een optel som van het aantal adapters bij U in huis en voel maar eens hoe warm deze adapters worden dan begrijpt U dat er veel energie verloren gaat in deze transformatie. Transformeren van gelijkstroom was veel moeilijker dan bij wisselstroom, maar dat is verleden tijd. Het transformeren van gelijkstroom is dank zij de nieuwe vermogenselektronica efficiënter geworden dan bij een wisselstroom transformator. Het rendement wat gehaald wordt is nu al 96%. Gelijkstroom transformatoren noemen wel DC-DC converters.

Hoe nu verder

Als blijkt dat de verliezen van gelijkstroom kleiner zijn is dit natuurlijk een middel om elektriciteit te besparen.We hoeven minder elektriciteit toe te voeren voor hetzelfde resultaat. De vraag is waarom doen we dat niet? Misschien omdat het effect hiervan te vergelijken is met het weg halen van de rails onder de trein.Het gebruik van gelijkstroom zou alleen geleidelijk mogelijk zijn bijvoorbeeld in hybride configuraties.Hierin worden de voordelen van beide systemen gebruikt. In een hybride configuratie kan heel geleidelijke over worden gegaan van wisselstroom naar gelijkstroom. Nu al zijn elektrische componenten leverbaar in een gelijkstroom versie. Zelfs kabelberekening programma`s zijn al geïmplementeerd in engineering computers. We zijn er min of meer klaar voor, nu de leveranciers van consumenten apparatuur nog. Wat betreft de distributienetten van de netbeheerder kan het nog heel lang duren voordat deze worden uitgevoerd in gelijkstroom maar zoals gezegd kan dit geleidelijk ingevoerd worden. Elektromotoren waren erg afhankelijk van drie fasen wisselstroom, tegenwoordig worden veel elektronische toerenregelaars en softstarters gebruikt. Hierbij worden de drie fase wisselstroom gelijkgericht tot gelijkstroom van deze gelijkstroom wordt regelbare wisselstroom gemaakt voor de elektromotor. Dit kan veel beter door alleen maar gelijkstroom te gebuiken, maar ja dan moeten er gelijkstroom motoren komen. Uit dit voorbeeld blijkt ook weer dat het niet eenvoudig zal worden maar ook dat er winst te behalen is in de rendement verbetering.

Hybride systemen

Wordt vervolgt......