Van een zwakke schakel in de energietransitie naar een krachtige verbinding: onderzoeker Rick Sniekers kijkt voor zijn professional doctorate (PD) naar een verbeterd aanlegprotocol voor hoogspanningskabels, met speciale aandacht voor de verbindingsstukken die daarbij nodig zijn. “Ik wil graag onderzoeken en experimenten met de hele tijd het einddoel in zicht; de implementatie van iets tastbaars.”
Wat scheelt er op dit moment aan onze hoogspanningskabels en de verbindingen daartussen? Het antwoord op die vraag verklaart de aanleiding voor het PD-traject van Rick Sniekers, onderzoeker bij het lectoraat Applied Nanotechnology. “Wat er mis is,” vertelt hij, “is allereerst dat er heel veel vervangen moet worden. Die kabels hebben vaak een levensduur van 40 tot 80 jaar, afhankelijk van wat voor soort kabels het zijn en waar ze liggen, bijvoorbeeld in zee. Daarnaast wordt er nu veel ingezet op groene stroom en hernieuwbare energiebronnen, wat zorgt voor steeds meer stress op het elektriciteitsnetwerk.”
Het aanleggen van hoogspanningskabels is een specialistisch vak; tegelijkertijd gaat het om een uitstervend beroep, vertelt Rick. Veel van de mensen die deze kabels aanleggen zijn op weg naar hun pensioen. Ook dat vormde een aanleiding voor Ricks onderzoek: er is behoefte aan een toekomstbestendig aanlegprotocol.
Uiteindelijk is het de bedoeling dat het nieuwe protocol geïntegreerd wordt in de scholing van de professionals die de kabels moeten aanleggen.
Beter en sneller
Rick ziet het opstellen van zo’n protocol als het praktijkgerichte hoofddoel van zijn PD-traject. Daarnaast wil hij zijn onderzoeksresultaten gebruiken om de verbindingen tussen hoogspanningskabels in praktische zin te verbeteren. Een breed toepasbaar protocol, geschikt voor alle typen kabels, zal onder andere duidelijk maken hoe er met deze verbeterde verbindingen gewerkt moet worden. “Hopelijk wordt het nieuwe protocol simpeler dan wat er nu is, zodat we de aanleg ook kunnen versnellen. Uiteindelijk is het de bedoeling dat het nieuwe protocol geïntegreerd wordt in de scholing van de professionals die de kabels moeten aanleggen.”
Vanwaar die specifieke focus op de verbindingsstukken tussen kabels? Rick legt uit dat de zogenaamde factory joints of repair joints vaak de zwakste schakels vormen bij de aanleg en reparatie van kabels. Zelfs de allernieuwste kabels, die per gedeelte steeds langer worden, hebben een maximale lengte en kunnen dus niet zonder verbindingsstukken. “Wanneer daaraan iets kapot gaat, gebeurt dat vaak in het isolatiegedeelte. Dan krijg je een soort elektrische lading in de isolatie, die daardoor langzaam afbreekt; zo’n kabel wordt gewoon heel warm.”
...als je de kabelverbindingen sterker maakt, dan verleng je ook nog eens de algehele levensduur.
Breed effect
Het praktische karakter van het onderzoek geeft meteen al aan waarom Rick voor een PD-traject heeft gekozen. “Wanneer ik alleen maar met de theorie bezig zou zijn, dan is het zicht op de praktijk voor mij te ver weg. Het effect van wat je aan het doen bent, is dan moeilijk te visualiseren.”
Dat ‘effect van wat je aan het doen bent’ is breder dan alleen de ontwikkeling van een nieuw aanlegprotocol. Rick ziet zijn PD-traject ook als een bijdrage aan de energietransitie en het tegengaan van klimaatverandering. Wat de energietransitie betreft, wil hij specifieker gezien bijdragen aan het oplossen van netcongestie. “Als je het makkelijker maakt om nieuwe kabels aan te leggen, dan kun je sneller meer kabels de grond en de zee in krijgen. En als je de kabelverbindingen sterker maakt, dan verleng je ook nog eens de algehele levensduur.”
Het bruggetje naar het thema klimaatverandering kan vervolgens eenvoudig worden gemaakt. “Als netcongestie minder een probleem wordt, dan wordt groene stroom op locatie aantrekkelijker.” Ook economisch gezien zijn er voordelen. Zo zorgen kabelbreuken nu nog voor een groot deel van de overheadskosten voor windmolenparken op zee. Dichter bij huis is er het voorbeeld van mensen met zonnepanelen; wanneer er voor hen straks geen salderingsregeling meer is, zorgt minder netcongestie er in ieder geval voor dat het terugleveren van energie ook minder geld kost.
Van lab tot breakdown test
Rick benadrukt dat het belangrijk voor hem is om met zijn onderzoek dicht bij de praktijk te blijven. Het protocol waaraan hij werkt moet er samen met zijn zoektocht naar verbeterde kabelverbindingen voor zorgen dat er iets wordt opgeleverd waar bedrijven daadwekelijk baat bij hebben. “Daarom heb ik tussentijds telkens contact gezocht met het bedrijf dat er straks mee mag werken. Zodat je na de labfase niet te horen krijgt: leuk, maar dat is niet wat wij nodig hebben. Of: het duurt nog wel tien jaar aan ontwikkeling voordat we dat kunnen gebruiken.”
Waar de labs van Saxion bijvoorbeeld geschikt zijn voor materiaalonderzoek, is Rick voor sommige tests aangewezen op externe locaties. Dat is waar de Twentse Kabelfabriek (TKF) als praktijkpartner om de hoek komt kijken. Bij TKF wil Rick onder andere een breakdown test gaan uitvoeren, waarbij kabels en verbindingen worden blootgesteld aan hoge elektrische spanning.
Krachtige schakels
Naast TKF, schakelt Rick ook veel met netbeheerder Enexis. Via deze praktijkpartners ontmoet hij diverse specialisten die hun expertise met hem delen. Zo spreekt hij met de mensen die in de toekomst kabels willen gaan aanleggen volgens zijn nieuwe protocol. Aan hen vraagt hij bijvoorbeeld wat in hun ogen de belangrijkste verbeterpunten zijn ten opzichte van de huidige situatie, en wat ze als bottlenecks ervaren. “Zo krijg je echt goede aanwijzingen vanuit verschillende hoeken.”
Inmiddels heeft Rick al uit de praktijk bevestigd gekregen dat het isolatiegedeelte van kabelverbindingen inderdaad een van de belangrijkste aandachtspunten is. Dit zorgt er weer voor dat hij extra scherp let op de isolatiewaarden van de materialen die hij onderzoekt, verbindt en test. Het moet er allemaal voor gaan zorgen dat verbindingsstukken niet meer de zwakste schakels vormen bij het aanleggen van kabels; sowieso moeten ze een hogere spanning aankunnen, en beter en sneller aangelegd kunnen worden. Als het aan Rick ligt, kortom, dan krijgt de energietransitie alle ruimte.
Fotografie: Thomas Busschers
