Al meer dan honderd jaar is wisselstroom wereldwijd de norm voor elektriciteitsvoorziening. Maar het kan efficiënter. Daarom wordt er opnieuw gekeken naar alternatieven, zoals gelijkstroom. Gelijkstroom vs wisselstroom, welke vorm van energievoorziening heeft de toekomst?

Aan het einde van de negentiende eeuw waren er twee mensen bezig met de ontwikkeling van elektriciteitsnetwerken: Thomas Edison en George Westinghouse. Deze heren waren in een zeer felle concurrentiestrijd gewikkeld, waarbij het draaide om het fundamentele verschil tussen gelijkstroom (direct current, ofwel DC) en wisselstroom (alternating current, ofwel AC). Edison promootte gelijkstroom en Westinghouse (bijgestaan door Tesla) promootte wisselstroom. Uiteindelijk heeft het wisselstroomsysteem de strijd gewonnen en AC is tot op de dag van vandaag het standaardsysteem voor de distributie van elektriciteit.

Kwestie van efficiëntie

Edisons elektriciteitsnetwerk was gebaseerd op een lage gelijkspanning (eigenlijk een betere term dan gelijkstroom), met als nadeel veel energieverlies bij transport over langere afstanden. Dat onderkende Edison wel, maar hij vond de hoge wisselspanning van Westinghouse domweg veel te gevaarlijk voor publiek gebruik, vanwege het reële gevaar van elektrocutie.

Voor zijn eigen systeem zou er echter in iedere wijk een energiecentrale gebruikt moeten worden om lange afstanden te kunnen overbruggen. Dat vonden de beleidsmakers van toen een veel groter nadeel dan het nadeel van het elektrocutiegevaar bij wisselstroom. Dus omdat wisselstroom veel efficiënter over lange afstanden kon worden getransporteerd, werd uiteindelijk toch hiervoor gekozen.

Door nieuwe technologische ontwikkelingen kan gelijkstroom tegenwoordig wél goed over grote afstanden worden getransporteerd, waarmee een belangrijk nadeel van gelijkspanningsnetwerken wordt opgeheven. Is dat belangrijk? Ja, want heel veel apparaten werken op gelijkstroom en bij de omzetting van wisselstroom naar gelijkstroom – en vice versa – treedt veel verlies op. Het ligt dus in deze tijd van energiebesparing voor de hand om te kijken of die omzetting vermeden kan worden door (deels) over te stappen op gelijkstroom.

Energiebesparing

Dat die besparing twee richtingen opgaat, is duidelijk als je je bedenkt dat gebruiksapparaten de wisselstroom uit het stopcontact via adapters moeten omzetten naar gelijkstroom, maar dat aan de andere kant energie-opwekkers als zonnepanelen en windturbines gelijkstroom opwekken, die vervolgens moet worden omgezet naar wisselstroom voor levering aan het energienetwerk.

In de praktijk wordt dan gelijkstroom omgezet naar wisselstroom, die vervolgens weer terug wordt omgezet naar gelijkstroom. Dat is natuurlijk niet efficiënt en kan volgens allerlei deskundigen en onderzoekers tot wel 30 procent energieverlies opleveren. Door – in eerste instantie lokaal – over te stappen naar een gelijkstroomnetwerk kan dit energieverlies worden voorkomen. Gelijkstroom is overigens ook beter regelbaar. Er hoeft namelijk alleen gekeken te worden naar het spanningsniveau en niet naar de frequentie zoals bij wisselstroom.

Maximaal profiteren van gelijkstroom

Het gebruik van gelijkstroom door eindgebruikers neemt in snel tempo toe, dus het is niet meer dan logisch dat we het elektriciteitsnet daarop aanpassen. Een groot deel van de apparatuur in huizen, bedrijven en onderweg werkt intern geheel of grotendeels op gelijkstroom, dus als je die gelijk zou kunnen aansluiten op een gelijkstroomnetwerk voorkom je energieverlies. En doordat je geen interne of externe adapters en omvormers meer nodig hebt bespaar je ook op grondstoffen en kosten. Daarnaast wordt door het verminderde aantal componenten de storingsgevoeligheid van het apparaat als geheel minder.

Ook het toenemende gebruik van ledverlichting door consumenten, bedrijven en overheden maakt gelijkstroom interessanter, want ook die lampen werken op gelijkstroom, in tegenstelling tot gloeilampen. En ook het elektrische vervoer is aan een gestage opmars bezig. Als je de accu’s daarvan zonder omzetting direct kunt opladen met gelijkstroom heb je een win-winsituatie als het gaat om energiebesparing en duurzaamheid.

Een andere grootverbruiker van elektriciteit is de warmtepomp. Steeds vaker zullen warmtepompen als vervanger gaan dienen voor gasgestookte cv-installaties. Het is het meest efficiënt als die door middel van gelijkstroom direct kunnen worden aangesloten op gelijkstroom leverende energiebronnen zonder dat er een wisselstroomsysteem tussen zit.

Gelijkstroom aan de aanleverkant

Een ander voordeel van gelijkstroom is de perfecte match met usb. De verwachting is dat usb als algemeen elektriciteitsmedium gebruikt kan gaan worden, niet alleen voor het opladen van mobiele apparaten, maar als vervanger van stroomsnoeren aan apparaten. Het aandeel gelijkstroom in de moderne maatschappij zal dus steeds verder toenemen, waardoor het gebruik van speciale gelijkstroomnetwerken ook steeds meer voor de hand ligt.

Ook aan de aanleverzijde is het gebruik van gelijkstroom efficiënt. De energie die wordt opgewekt door middel van zonnepanelen, windturbines, waterkrachtcentrales en zelfs als reguliere energiecentrales bestaat initieel uit gelijkspanning, en dus kun je die eigenlijk het beste ook zoveel mogelijk als gelijkspanning inzetten. En dan het liefst natuurlijk collectief, autonoom en slim opgezet, met zo weinig mogelijk tussenkomst van het publieke wisselspanningssysteem.

Gelijkstroom is de basis voor ‘smart grids’

Een bijkomend voordeel van een gelijkstroomnetwerk is dat het prima overweg kan met sterk wisselende energiestromen in twee richtingen, zoals we dat zien bij de decentrale energie-opwekking van tegenwoordig. Het huidige wisselstroomnetwerk heeft juist steeds meer moeite met het verwerken van de decentrale, fluctuerende alternatieve-energiestromen die het in toenemende mate te verwerken krijgt

Door de voortdurend wisselende AC/DC-stromen raakt het huidige wisselstroomnet overbelast en zal het moeten worden verzwaard om de toename op te kunnen vangen, met inbegrip van de analoge transformatoren, alle schakelmaterialen en de overige voorzieningen in de tussen- en onderstations. Dat kost niet alleen veel geld, maar vormt ook een aanslag op steeds schaarser worden grondstoffen zoals koper.

©PXimport

Het is slim om het wisselstroomnetwerk te ontlasten door gelijkstroomnetten in te zetten als dat mogelijk is. In het kader van de internationale milieudoelen zal er meer elektriciteit gebruikt worden. Wat traditioneel met fossiele brandstoffen ging (vervoer, verwarming, energie-opwekking), zal in de toekomst steeds vaker elektrisch gebeuren.

Maar het elektriciteitsnet is daar niet op toegerust. Daarom moeten de bestaande openbare wisselstroomnetten de komende decennia worden getransformeerd tot internationaal opererende ‘smart grids’. Omdat dit met gelijkstroom makkelijker gaat dan met wisselstroom, zal er stevig moeten worden ingezet op gelijkstroom. De smart grids zullen interactief gaan reageren op en met de laagspanningsinstallaties in woningen, gebouwen en infrastructuur, om alle verschillende energiestromen in beide richtingen in balans te kunnen houden.

Efficiënt elektriciteitstransport

Het verbinden van die nationale en regionale smart grids gaat het best via gelijkspanning. Er kan over grote afstanden via dezelfde kabels veel meer gelijkstroom vervoerd worden dan wisselstroom. Hierdoor kan op efficiënte manier dynamisch elektriciteit tussen landen worden uitgewisseld. Zonne-energie uit zuidelijke landen, windenergie uit vlakke, open landen, waterkrachtenergie uit Noorwegen en ga zo maar door.

Om dat van de grond te krijgen moeten landen op het gebied van de energievoorziening in Europees verband wel meer met elkaar gaan samenwerken, in plaats van elkaar te concurreren om ieder voor zich zo goedkoop mogelijke energie te verkrijgen. Overigens worden de ‘high voltage direct current’-transportkabels voor de lange afstand nu ook al gebruikt, bijvoorbeeld voor de verbindingen van Nederland met Noorwegen en Engeland.

In een volgend artikel kijken we naar wat er komt kijken bij het aanleggen van zo'n gelijkstroomnetwerk.

Tekst: Jurgen Nijhuis

Bij ID.nl zijn we gek op producten waar je niet de hoofdprijs voor betaalt. Een paar keer per week speuren we daarom binnen een bepaald thema naar zulke deals. Een all-in-one-printer is een handig apparaat voor het scannen, kopiëren en printen van documenten en foto's. De allerbeste afdrukkwaliteit krijg je met een laserprinter. Wij vonden vijf betaalbare modellen voor je.

Een laserprinter maakt gebruik van toner in plaats van inkt om afdrukken te produceren. Toner is een fijn poeder dat met hoge temperaturen op het papier wordt gesmolten. Dit proces zorgt ervoor dat je met grote toners kunt printen, wat betekent dat je langere tijd kunt blijven afdrukken zonder de toner te hoeven vervangen. Laserprinters zijn vaak snel en efficiënt, waardoor ze uitstekend zijn voor gebruik op kantoor. Maar ook als je thuis veel print, bijvoorbeeld als zzp'er, kan een laserprinter uitkomst bieden.

HP Color Laser 179fnw

De HP Color Laser MFP 179fnw is een van de kleinste kleurenlaserprinters in zijn klasse en is daardoor ideaal voor thuisgebruik en plekken waar niet veel plek voor een printer is. Met functies zoals printen, scannen, kopiëren en zelfs nog faxen biedt deze 4-in-1 printer een hoop veelzijdigheid. De afdruksnelheid bedraagt tot 18 pagina's per minuut in zwart-wit en 4 ppm in kleur, met een resolutie van 600 x 600 dpi.

Dankzij de automatische documentinvoer (ADF) voor 40 pagina's en wifi-verbinding is deze printer gebruiksvriendelijk en multi-inzetbaar. Hoewel de afdruksnelheid lager ligt dan bij sommige concurrenten, is zijn compacte formaat juist een pluspunt.

Brother DCP 1610W

De Brother DCP-1610W is een compacte zwart-wit laserprinter die printen, kopiëren en scannen combineert. Met een afdruksnelheid van 20 pagina's per minuut en een resolutie van 2400 x 600 dpi levert hij haarscherpe resultaten. Dankzij wifi-connectiviteit kunnen meerdere gebruikers eenvoudig draadloos printen.

De papierlade biedt plaats aan 150 vellen en het apparaat is voorzien van anti-jam-technologie om papierstoringen tot een minimum te beperken. In vergelijking met de HP Color Laser MFP 179fnw biedt deze printer geen kleurafdrukken, maar hij is wel een stuk sneller met zijn afdrukken.

HP Laserjet Pro 2Z622

De HP LaserJet Pro 2Z622 is geschikt voor onder meer kantooromgevingen. Met afdruksnelheden tot 42 pagina's per minuut en functies zoals dubbelzijdig printen, scannen, kopiëren en faxen is dit een lekker veelzijdige 4-in-1-laserprinter. Het apparaat ondersteunt zowel bekabelde als draadloze netwerken en biedt geavanceerde beveiligingsfuncties.

Canon i-SENSYS MF272wd

De Canon i-SENSYS MF272dw is een monochrome laserprinter en drukt af met en snelheid van 29 pagina's per minuut. Met een resolutie van 2400 x 600 dpi levert hij snelle en scherpe resultaten. Dankzij automatische dubbelzijdige afdrukken, wifi- en ethernetverbinding is hij veelzijdig inzetbaar.

In vergelijking met de Brother DCP-1610W levert deze Canon i-SENSYS MF272dw snellere prestaties en meer connectiviteitsopties, hoewel hij geen kleurendruk ondersteunt; dan moet je toch echt bij de HP Color Laser MFP 179fnw zijn.

Xerox B225 A4

De Xerox B225 is een zwart-wit all-in-one-laserprinter die printen, kopiëren en scannen combineert. Met een afdruksnelheid van maar liefst 34 pagina's per minuut en een eerste afdruktijd van slechts 6,4 seconden is hij goed in te zetten als je veel en vaak print. De printer beschikt over automatische dubbelzijdige afdrukken, een papierlade voor 250 vellen en kan via wifi of een vaste netwerkverbinding met je thuisnetwerk worden verbonden.

Garmin heeft de Instinct 3 - Tactical Edition aangekondigd, een nieuwe serie tactische smartwatches die verkrijgbaar zijn met een AMOLED-scherm of een display op zonne-energie.

De smartwatches zijn volgens Garmin ontworpen voor gebruik in uitdagende omgevingen en voorzien van een met metaal versterkte rand voor extra duurzaamheid, een rucking-activiteit voor training en ingebouwde LED-verlichting op zowel de 45mm als 50mm modellen. De batterijduur van het AMOLED-model kan oplopen tot 24 dagen in smartwatchmodus, terwijl de modellen op zonne-energie onder ideale omstandigheden onbeperkt kunnen functioneren.

Robuust ontwerp

De Instinct 3 - Tactical Edition is voorzien van een stevige constructie met een metalen versterkte rand, een behuizing van met vezels versterkt polymeer en een krasbestendig scherm. De smartwatches zijn gebouwd volgens de MIL-STD 810 norm voor thermische en schokbestendigheid en zijn waterdicht tot 100 meter. De ingebouwde zaklamp biedt variabele lichtsterktes, een groene modus om het natuurlijke nachtzicht te behouden en een stroboscoopmodus voor locatiebepaling in moeilijk terrein. Voor nachtelijk gebruik is er een NVG-modus (Night Vision Goggle) die het scherm dimt tot een niveau dat functioneel blijft voor de gebruiker maar vrijwel onzichtbaar is voor anderen.

Uitgebreide functionaliteit

De Instinct 3 - Tactical Edition beschikt over diverse speciale functies, waaronder rucking-activiteit waarmee gebruikers het gewicht van hun bepakking kunnen invoeren voor beter inzicht in hun fysieke inspanning. Deze functie kan ook worden gebruikt bij activiteiten zoals trailrunning, wandelen en hiken. Alle modellen bevatten de Applied Ballistics solver en zijn compatibel met de Applied Ballistics Quantum app.

De smartwatches zijn verkrijgbaar in twee formaten: 45mm of 50mm met display op zonne-energie, en een 50mm-variant met AMOLED-scherm. De zonne-efficiëntie is verbeterd met een grotere, efficiëntere zonnelens. Vergeleken met het vorige model heeft het nieuwe 50mm model op zonne-energie een vijf keer langere batterijduur in GPS-modus bij opladen via zonlicht.

De smartwatch biedt multi-band GPS met SatIQ technologie voor nauwkeurige positiebepaling met geoptimaliseerde batterijduur. Voor gezondheidsmonitoring houdt de Instinct 3 stappen, hartslag, slaap, zuurstofsaturatie via de pols, hartslagvariabiliteit en meer bij.

Gebruikers ontvangen e-mails, sms'jes en meldingen direct op het horloge wanneer dit is gekoppeld met een compatibele Apple of Android smartphone.

Navigatie en veiligheid

Gebruikers kunnen navigeren met een 3-assig kompas, barometrische hoogtemeter en multi-band GPS. De Instinct 3 kan worden gekoppeld met de Garmin Explore App voor gedetailleerde kaarten, waypoints en routes.

Voor gebruik op gevoelige locaties biedt de Stealth Mode de mogelijkheid om draadloze communicatie uit te schakelen terwijl het horloge nog steeds activiteitsgegevens verzamelt zonder locatiegegevens op te slaan. De Kill Switch kan alle gebruikersgeheugen wissen als de veiligheid in het geding komt. Andere functies zijn weergave van twee posities tegelijkertijd op één scherm, Jumpmaster en geprojecteerde waypoints.

Trainingsfuncties

De Instinct 3 - Tactical Edition bevat sportapps voor rucken, wandelen, hardlopen, klimmen, jagen, skiën en meer. De TracBack-functie helpt bij het uitstippelen van een route terug naar het beginpunt. Naast buitensportapps bevat de smartwatch ook apps voor HIIT, cardio, hardlopen op binnen- en buitenbanen, basketbal en andere activiteiten.

Gebruikers kunnen trainingsplannen volgen met Garmin Coach voor hardlopen en fietsen, of workouts maken uit meer dan 1.600 oefeningen in de Garmin Connect app. De smartwatch volgt ook intensiteitsminuten, VO2 max en hersteltijd.

Veiligheidsfuncties zoals incidentdetectie en Assistance kunnen een bericht met de GPS-locatie van de gebruiker naar contactpersonen sturen in noodsituaties, wanneer het horloge gekoppeld is met een smartphone.

Beschikbaarheid en prijzen

Het Instinct 3 - Tactical Edition AMOLED-model is vanaf 30 april te bestellen op Garmin.com voor een adviesprijs van 599,99 euro. De modellen op zonne-energie beginnen bij een adviesprijs van 499,99 euro.

Bekijk andere Garmin-producten op Kieskeurig.nl: