De Phase to Phase kalender verschijnt meestal in de tweede week van januari. Voor de ontvangers is dat meestal geen probleem en het komt ook de samenstellers en drukker van de kalender wel goed uit.
De dertiende maand is een enkele keer nodig als we niet goed kunnen kiezen. Maar meestal wordt hij gebruikt voor eigen Phase to Phase-verhalen.
Sommigen beschouwen de transistor als de grootste uitvinding van de twintigste eeuw. Shockley, Bardeen and Brattain, de mannen achter de transistor, kregen in 1956 dan ook de Nobelprijs voor Natuurkunde.
Transistoren kunnen worden gebruikt om te schakelen. In eerste instantie vooral in elektronica. Later begon men te zoeken naar mogelijkheden om halfgeleiders te gebruiken om vermogens te schakelen: vermogenselektronica. Er zijn verschillende halfgeleiderschakelaars ontwikkeld. Voorbeelden zijn de Thyristor, de GTO (Gate-Turn-Off) en de Insulated Gate Bipolar Transistor (IGBT).
Dankzij IGBT’s is het mogelijk gelijkstroom hoogspanningsverbindingen als Estlink e.d. aan te leggen. (Estlink is de onderzeese 350 MW HVDC-kabel tussen Estland en Finland.) Met deze transistoren (parallel en serie geschakeld) kunnen dergelijke verbindingen veilig worden geschakeld.
Als de stuurspanning op de gate wordt uitgeschakeld, ontstaat op de bovenste P+-N– grens een ondoordringbaar veld. Dit schakelen gaat bijzonder snel. Wellicht ten overvloede: in de transistor treedt geen lichtboog op. Halfgeleiderschakelaars slijten nauwelijks en hebben weinig onderhoud nodig. Een IGBT heeft een relatief hoge doorlaatspanning van circa 3,5 V. In vergelijking met klassieke schakelaars maakt dit deze schakelaar minder geschikt om nominale stromen continu te geleiden: de verliezen van de P-N overgang zijn aanzienlijk.
Een tweede obstakel om halfgeleiders als vermogensschakelaar in de energievoorziening in te voeren is de gevoeligheid voor transiënte spanningen en stromen. Wellicht kunnen zogenaamde hybride schakelaars (een combinatie van klassieke- en elektronische schakelaars) oplossingen bieden.
De onderzoeksactiviteiten van Robert van Amerongen stonden in de jaren ’80 en ’90 in het teken van verbeteringen en nieuwe toepassingen op het gebied van de loadflowtechniek. Hij was altijd op zoek naar elegante en efficiënte algoritmes voor het oplossen van veel geheugen en rekentijd vragende optimaliseringsvraagstukken.
Lovende kritieken waren zijn deel voor de publicatie waarin hij verbeteringen voorstelt voor de fast decoupled load flow.
Onafhankelijke tests hebben aangetoond dat de verbeterde methode veelzijdiger en efficiënter is dan de bestaande methode. Door zijn verbeteringen is de methode ook toepasbaar voor netten met kabels, waar grote R/X-verhoudingen voorkomen. Op het gebied van de storingsanalyse heeft hij bijgedragen door de compensatiemethode te verbeteren. Ook hier was hij streng in de leer door geen compromissen te sluiten bij het zoeken naar efficiënte oplossingsmethodes voor de vergelijkingen van gemodificeerde netten.
Ook de weerbarstige materie van de optimal power flow wist hij op een elegante manier te reduceren tot een helder geschreven recept van een efficiënte procedure. Bij de opkomst van de warmtekrachtkoppeling heeft hij gewerkt aan de integratie van warmte als factor in het optimaliseringproces. Het werk van Robert van Amerongen heeft geresulteerd in een algoritme dat nog steeds de basis is van het programma Vision Network Analysis.
Robert van Amerongen heeft daarom voor zijn werk het ‘Phase to Phase eredoctoraat’ gekregen.
Ook bij Phase to Phase is continue elektriciteitsvoorziening van groot belang. Dat werd vooral duidelijk tijdens de grote stroomstoring in 2007 waarbij een eindsluiting in de laagspanningverdeler het had begeven en een eenfase kortsluiting veroorzaakte. Op de gestoorde fase was ondermeer de koffievoorziening van het bedrijf aangesloten. Vier weken lang was Phase to Phase aangesloten op een dieselaggregaat waardoor Vision 6.1 en Gaia 5.1 zijn gemaakt met ‘grijze stroom’.
Voor Phase to Phase is niet alleen een continue koffievoorziening van groot belang maar speelt de kwaliteit van de koffie een zeker zo’n grote rol.
Al in 1900 was Luigi Bezzera op zoek naar een manier om de koffiepauzes van zijn medewerkers in te korten. Een jaar later patenteerde hij zijn espresso-apparaat waarbij kokend water en stoom met een druk van 1,5 bar door koffie werd geperst. Het resultaat was echter een bitter kopje koffie. Desidero Pavoni ontdekte later dat deze bitterheid te wijten was aan een te hoge watertemperatuur waardoor de koffie verbrandde. Hij bereikte de beste resultaten bij een temperatuur 90°C en een druk tot 8 à 9 bar. Professor Illy wist met de Illetta in 1935 de druk met lucht in plaats van stoom te bereiken. Hierdoor kon de watertemperatuur lager zijn. In 1947 kwam Gaggia met een praktisch apparaat dat met een handel en veer de gewenste druk kon opbouwen voor een goede espresso.
Een belangrijke machine was in 1961 de E61 van Faema die volledig elektrisch werkte. De wereldberoemde zetgroep van deze machine wordt nog steeds in veel apparaten toegepast.
Phase to Phase gebruikt voor de bereiding van de koffie uitsluitend in Arnhem gebrande Arabica bonen.
In De Beghinselen der weeghconst toonde Simon Stevin in 1602 met het ‘Clootcransbewijs’ aan dat een perpetuum mobile niet kan bestaan. Een eeuw eerder was ook Leonardo da Vinci al tot die conclusie gekomen, al kon die het niet laten af en toe een ideetje uit te werken.
Een regelmatig terugkerend idee (al sinds 1100) is een asymmetrisch wiel, dat in telkens andere uitvoeringen verschijnt. Door massa te verplaatsen ten opzichte van de as (met kwik, metalen ballen of knikarmen) moet het wiel eeuwigdurend blijven draaien.
Een ander veelvoorkomend idee is een watermolen die een pomp aandrijft die het water weer oppompt naar het rad. Vergelijkbaar zijn combinaties als elektromotor+dynamo en zonnecel+lamp.
Ideeën zijn er genoeg, maar meestal laten ze wrijving buiten beschouwing en lopen ze vast op de Wet van behoud van energie. Gelukkig laten genieën, fantasten en uitvinders zich niet uit het veld slaan.
Phase to Phase ontwikkelt software. Software die op zichzelf niet tastbaar en niet zichtbaar is, maar die zichtbaar maakt. Wij combineren public domain kennis van wiskunde, natuurkunde en informatica. Ons vak is die kennis optimaal toegankelijk te maken, zodat mensen hun werk makkelijker, sneller, en vooral beter kunnen doen.
Om onze klanten te informeren en onze producten aan te prijzen maken we (nog) geen gebruik van (half-)naakte meisjes, art nouveau, symbolen, modernisme of metaforen. Niet dat we daar principiële bezwaren tegen hebben, maar we kiezen in onze communicatie een andere weg.
We vinden niet alleen inspiratie in onze achtergrond: de wereld van onderzoek, wetenschap en techniek, maar vooral in de wereld van onze klanten. Precies zoals we onze producten maken.
Elektrotechniek is een prachtig vak, maar zoals veel studenten in deze kalender zeggen: ‘Mensen hebben geen idee hoe leuk elektro is!’ Robin (14) en Dionne (15) Kruithof zouden het kunnen weten, met een vader die al heel zijn leven voor Stedin werkt. Maar Robin en Dionne zijn niet besmet met het elektrovirus. Het uitstapje naar de waterkrachtcentrale bij de stuw van Maurik is leuk hoor, maar meer ook niet.
Robin wordt liever advocaat en Dionne denkt aan organisatiemanager. Ook nuttige beroepen, maar daar gaat het licht niet van branden…
Gelukkig zijn er elk jaar weer honderden jongeren die niet bang zijn voor een beetje wiskunde en die aan een opleiding elektrotechniek beginnen op mbo-, hbo- of universitair niveau. Opvallend vaak – maar niet altijd – hebben ze een ouder met een ‘technisch’ beroep. En bijna allemaal roepen ze hoe leuk elektrotechniek is.
Phase to Phase doet er alles aan om software te ontwikkelen waarmee ze ook na hun opleiding, als ze aan het werk zijn, elektrotechniek leuk blijven vinden. En waarmee alle anderen het gewoon vanzelfsprekend kunnen blijven vinden dat het licht het doet.
Dit is alweer de tiende Phase to Phase-kalender. Elk jaar begint na de zomer het brainstormen voor een nieuw thema. Inspiratie is er altijd: de (Nederlandse) energie- en elektriciteitssector is nu eenmaal een boeiende wereld. De productie loopt daarom altijd enigszins uit de hand. Er zijn altijd nog meer en nog mooiere verhalen te vertellen, maar de deadline staat nu eenmaal vast.
La fée électricité heeft een eigen zaal in het Musée d’art moderne de la ville de Paris. De toegang is gratis.
In de originele opstelling in Le pavillon de la lumière et de l’électricité was het schilderij in een grote zaal opgesteld in een flauwe bocht. Omdat in het museum in het Palais de Tokyo minder ruimte is, is het schilderij nu veel sterker gebogen dan het oorspronkelijk bedoeld was. Evengoed maakt het schilderij nog steeds een overweldigende indruk.
Naast La fée électricité bezit het museum ook werk van Matisse, Delauney, Bonnard en andere tijdgenoten. Het museum is, in Guide Michelin-terminologie, zonder meer méritant un détour en volgens de samenstellers van deze kalender zelfs valant le voyage.
Nederland streeft naar een volledig duurzame energievoorziening, de energietransitie. De vele nieuwe ontwikkelingen op het gebied van opwekking, verbruik en opslag die daarin een rol spelen, maken het afstemmen van vraag en aanbod van elektriciteit steeds dynamischer. Dat heeft consequenties voor de elektriciteitsnetten. Om te kunnen blijven rekenen aan deze netten zijn telkens geavanceerdere modellen en rekenmethoden noodzakelijk.
Phase to Phase combineert actuele kennis van wiskunde, natuurkunde en informatica in innovatieve oplossingen om de energietransitie te faciliteren.
per onderbreking |
|
Bron: Netbeheer Nederland
De Koningstraat is een van de oudste straten van Arnhem. Op de eerste stadskaarten is hij al te zien. De loop van de straat is al die eeuwen hetzelfde gebleven, maar uiteraard onderging de bebouwing – door stadsbranden, oorlog, of de mode van de tijd – regelmatig transformaties.
Zo werd, waar nu Phase to Phase zit, in 1878 de oude bebouwing gesloopt om plaats te maken voor De Groote Sociëteit, Trefpunt van Heeren uit het Arnhemse. Na de Slag om Arnhem was met een groot deel van de binnenstad ook het stadhuis verwoest. De sociëteit verhuurde daarom voor ƒ 2.000,– per jaar zijn gebouw aan de gemeente en verhuisde zelf. De leden misten het oude onderkomen: ‘Zij verlangden terug naar dat gebouw van ruimte, duisternis en stemming in genoeglijke leelijkheid (…) Het huidige gebouw is hun te licht, te netjes en het feit, dat de dames der leden er zich zoo uitnemend blijken thuis te gevoelen, dunkt hun voor deze sociëteit allerminst een reclame’. Toch werd in 1950 de oude sociëteit aan de gemeente verkocht. Het nieuwe stadhuis werd in 1967 in gebruik genomen en de sociëteit werd, samen met een groot stuk binnenstad, volgens het wederopbouwplan uit 1950 gesloopt. Het KLM Pensioenfonds liet op het vrijgekomen gebied een groot kantoorgebouw met parkeergarage bouwen, dat o.m. plaats bood aan de bibliotheek, de Gelderse Boekhandel, lunchroom Hokie Pokie en de Sociale Dienst.
Veel Arnhemmers betreurden de naoorlogse dadendrang en besloten werd het gebied nogmaals onder handen te nemen. Wederopbouwarchitectuur werd vervangen door nieuwbouw en de Jansbeek kwam boven de grond. Het KLM-gebouw werd door V8 Architects omgebouwd tot een modern, duurzaam kantoorgebouw. Voor Phase to Phase was deze laatste transformatie in 2017 aanleiding het historische kortsluitlab op het KEMA-terrein te verlaten.
Foto: Alain Baars
Phase to Phase en Technolution zijn verbonden via verschillende netwerken. Dat gaat in de eerste plaats natuurlijk om technische netwerken, die een efficiënte, veilige bedrijfsvoering en communicatie mogelijk maken. In zowel Arnhem als Gouda beschikken de bedrijven over uitstekend toegeruste kantoren met vlekkeloze videoverbindingen en netwerken. Deze zijn beveiligd met Technolutions eigen Primelink: een hardware VPN-oplossing, gebaseerd op OpenVPN-NL. Dit beveiligingsprotocol is goedgekeurd voor gebruik bij de overheid voor het rubriceringsniveau ‘Departementaal Vertrouwelijk’. Maar ondanks de goede verbindingen wil je soms toch met elkaar rond de tafel. Medewerkers van beide kantoren pendelen dan ook regelmatig heen en weer tussen oost en west. Vaak met de trein, ondanks de overstap in Utrecht. Maar ook over de A12, liefst voor of na de spits. Die A12 is voor de automobilist weliswaar de meest efficiënte verbinding, maar niet per se de mooiste. En dat is jammer, want als je een beetje omrijdt, is er tussen Arnhem en Gouda zo veel moois te zien en beleven. Al moet je soms met de pont.
Voortschrijdende automatisering maakt het elektriciteitsnetwerk kwetsbaar voor ongewenst bezoek. De veiligheid van de datacommunicatie van netten wordt daardoor net zo belangrijk als hun fysieke veiligheid. Daarbij gaat het zowel om het beschermen van de inhoud van de informatie als om het regelen van de toegankelijkheid van het net. Digitale informatie wordt daartoe versleuteld met data encryption (lijnvercijferaar) en toegang tot netwerken kan worden beperkt met datadiodes. Het vakgebied rond deze dataveiligheid heet high assurance.
De Nederlandse overheid spreekt van gerubriceerde informatie. De behandeling daarvan wordt geregeld in het Voorschrift Informatiebeveiliging Rijksdienst (VIR), dat vier beveiligingsniveaus onderscheidt:
In communicatienetwerken wordt zowel de encryptie als de toegang beveiligd met behulp van CCI’s (Controlled Cryptographic Item). Daarbij eist de Nederlandse overheid dat de werking ervan met wiskundige zekerheid wordt gegarandeerd. Technolution heeft apparaten ontwikkeld op verschillende beveiligingsniveaus.
Zo is de PrimeDiode 3010 een datadiode op beveiligingsniveau Stg.G. Hij laat data ongehinderd door in één richting, terwijl de communicatie in de tegenovergestelde richting volledig wordt afgesloten.
Met de PrimeLink 3015 kunnen computers veilig met elkaar communiceren via het internet. Het is een hardware Virtual Private Network-oplossing, op beveiligingsniveau Dep.V. De communicatie tussen Phase to Phase en Technolution gaat via deze PrimeLink 3015.
Een steeds groter deel van de elektriciteitsproductie wordt opgewekt door vele duizenden duurzame energiebronnen, terwijl traditionele centrales sluiten. Om bij deze toenemende complexiteit het energiesysteem betrouwbaar te houden zullen bestaande systemen moeten worden gemoderniseerd. De huidige energiemanagementsystemen zullen worden vervangen en er moeten geheel nieuwe hulpmiddelen worden ontwikkeld voor inzicht in en besturing van de netten. Hiervoor is veel onderzoek nodig.
De Control Room of the Future (CRotF), onderdeel van het nieuwe Electrical Sustainable Power (ESP) Lab van de TU Delft, biedt voor dit onderzoek een effectief en veilig ecosysteem, waarin producten en software van verschillende leveranciers en marktpartijen kunnen samenwerken. Nieuwe technieken kunnen hier in samenhang met de bestaande systemen worden bestudeerd, door gebruik te maken van een digital twin van het Nederlandse elektriciteitsnet op de Real-Time Digital Simulator (RTDS) van het ESP Lab.
De CRotF is in de eerste plaats een proeftuin waar nieuwe automatiseringstoepassingen in de (virtuele) praktijk kunnen worden getest en bestudeerd. Gebruikers kunnen beschikken over geavanceerde visualisaties en algoritmes. De CRotF biedt tevens een ideale omgeving voor het ontwikkelen van de procesautomatisering en protocollen voor de toekomstige bedrijfsvoering. Voor operators zullen intuïtieve mens-machine-interfaces moeten worden ontwikkeld, die hier in de praktijk kunnen worden getest en verbeterd.
Bij het digitaliseren van de energienetten ontstaan nieuwe beveiligingsrisico’s, omdat IT en OT (Information Technology en Operational Technology) steeds meer verweven raken. Omdat energienetten onderdeel van de vitale infrastructuur, moeten hoogwaardige beveiligingsoplossingen – high assurance – worden ontwikkeld. In de CRotF kunnen deze in de praktijk worden beproefd.
Samen met hoofdsponsor Tennet ondersteunen Technolution Spark en Phase to Phase de ontwikkeling van de Control Room of the Future.
De energietransitie heeft over de hele linie invloed op de bedrijfsvoering van netbeheerders en elektriciteitsproducenten. Gebruikers en aanbieders van energieopslag worden dan ook onderdeel van een veranderend, dynamisch ecosysteem.
Om te voorkomen dat alle partijen op eigen houtje oplossingen ontwikkelen, stimuleert het Ministerie van Economische Zaken samenwerking in kennisontwikkeling via de RVO (Rijksdienst voor Ondernemend Nederland). Phase to Phase en Technolution zijn partner in twee projecten die vallen onder het deelgebied ‘Gebouwde Omgeving’ van de regeling MOOI (Missiegedreven Onderzoek, Ontwikkeling en Innovatie).
Het eerste is het consortium Gebouwde Omgeving Elektrificatie (GO-e) dat zich richt op schaalbare flexdiensten. Deze kunnen bijdragen aan een betere benutting van lokale energiebronnen om zo de piekbelasting van regionale netten te reduceren. Regionale netbeheerders kunnen zo onderbouwd beslissen of, wanneer, waar en hoe flexibiliteit ingezet dient te worden om netcongestie te voorkomen. In de loop van 2023 brengt GO-e hierover verschillende rapporten uit
Een tweede initiatief is Orkest, dat zich ten doel stelt inzicht te verkrijgen over de werkelijke maximale belasting van de netten, om zo het elektriciteitsnet te kunnen orkestreren. Omdat Nederlandse netten van oudsher overgedimensioneerd zijn, is er nu weinig praktijkervaring met netten die langdurig op 100 % worden belast. Verzwaren van de netten gaat niet snel genoeg om de snelheid van de energietransitie bij te houden, en met het optimaliseren van de belasting kan snel meer capaciteit beschikbaar komen. Orkest zoekt daarom naar methoden om het netgebruik te optimaliseren door de netbelasting te verhogen, zonder de betrouwbaarheid uit het oog te verliezen. De adoptie van Active Network Management (ANM) in combinatie met de implementatie van de Real-Time Interface (RTI) met grotere verbruikers en opwekkers is hierbij een essentiële stap.
Het is inmiddels duidelijk dat het distributienet een cruciale rol zal spelen bij de verduurzaming van de elektriteitsvoorziening. Alleen al door het grote aantal middenspanningsruimtes en laagspanningsnetten staan we daarom voor grote investeringen in mankracht en financiën. Met een buurt- of wijkgerichte aanpak is het mogelijk op basis van urgentie buurt voor buurt toekomstbestendig te maken. Maar waar te beginnen en wat is toekomstbestendig?
In combinatie met meetgegevens levert onze software hiervoor al de nodige inzichten. Op basis hiervan én met het slim aansturen van assets en aangeslotenen kan worden bepaald waar verzwaring nodig is en waar die kan worden uit- of zelfs afgesteld. Toekomstbestendigheid zit voor een deel in de primaire assets, maar digitalisering zal ook een grote bijdrage leveren aan de energietransitie
Het open edge platform Flexcore is een flexibel, uitbreid- en updatebaar systeem waarop eenvoudig (ook door derden) te ontwikkelen drivers en apps kunnen worden geinstalleerd. Hiermee zijn (in testsituaties) nu al functionaliteiten als PQ-metingen, openbare verlichting en de besturing van de on-load regelbare trafo mogelijk. Maar in de toekomst wordt daadwerkelijk datagedreven netbeheer mogelijk, als buurtbewoners bijvoorbeeld hiervoor het op- en ontladen van hun (auto-)batterijen beschikbaar stellen. Flexcore is voorzien van veilige telecom-verbindingen en op afstand toegankelijk. Het is ter plekke met inzet van eigen personeel te installeren.
Met het traditionele, gesloten ecosysteem zijn we altijd in staat geweest te anticiperen op de grote ontwikkelingen in de elektriciteitsvoorziening. Nu moeten we werken aan nieuwe oplossingen. Oplossingen voor de problemen van morgen…
Phase to Phase is onderdeel van Technolution. © 2009-2024