Categories: Actueel

Nieuwe elektriciteitsnetten mogelijk door computervoorspellingen

Anna Dubinova promoveerde op 1 september aan de Technische Universiteit Eindhoven op haar proefschrift ‘Modeling of streamer discharges near dielectrics’. Met de resultaten kan de architectuur van hoogspanningsnetwerken fundamenteel worden vernieuwd en verbeterd.

Simulaties van de gepulste, positieve ontlading bij een isolerende staaf. (bron: poefschrift A. Dubinova (CWI), p.49)

Kruipende vonken

Dubinova: "Er was nog niet veel bekend over deze ‘kruipende vonken’, zoals wanneer ze ontstaan en hoe de ontlading daarna gaat lopen. Soms loopt een vonk langs een oppervlak, ook als het afgelegde pad daar veel langer is dan rechtstreeks door de lucht. Door onze modellen is het nu duidelijker hoe het gedrag afhangt van de geometrie, het soort gas en het type isolator. Een belangrijke isolator in de industrie is SF6, een sterk broeikasgas. Alternatieven daarvoor kunnen nu beter worden afgewogen".

Bliksem

De resultaten zijn niet alleen toe te passen op hoogspanningstechnologie maar ook op het ontstaan van bliksem. "Hagelstenen zijn ook isolatoren. Samen met Casper Rutjes en anderen ontwikkelde ik modellen die beschrijven hoe bliksem opstart in een onweerswolk: door een combinatie van puntige hagel en kosmische deeltjes". Dit haalde in 2015 de internationale pers.

Coronaontlading op een isolator van een bovengrondse 500 kV-spanningskabel. (bron: Wikipedia)

Het onderzoek is gefinancierd door Technologiestichting STW en ABB Corporate Research. De wiskundige modellering is uitgevoerd door de promovenda en een postdoc in de Multiscale Dynamics onderzoeksgroep van ‘bliksemprofessor’ Ute Ebert. Daarnaast hebben twee promovendi aan de Technische Universiteit Eindhoven de verschijnselen experimenteel onderzocht. Verschillende bedrijven zijn geïnteresseerd in de toepassingen van de nieuwe inzichten, bijvoorbeeld voor hoogspanningsapparatuur of ‘high intensity discharge’ lampen voor buitengebruik, in winkels en auto’s.