CWI: nieuwe elektriciteitsnetten mogelijk door computervoorspellingen
Amsterdam, 1 september 2016 - Duurzame energie vraagt om nieuwe elektriciteitsnetten, soms over hele continenten heen, omdat 'groene energie' vaak op verafgelegen plaatsen wordt opgewekt. Een algemeen probleem in deze netten is dat elektrisch geleidende delen door isolatoren van de omgeving gescheiden worden maar dat er toch vaak een vonk buitenop de isolator ontstaat, die blijvende schade toebrengt aan de apparatuur. Dit was tot nu toe niet goed begrepen. Anna Dubinova, promovenda van het Centrum Wiskunde & Informatica (CWI), ontwikkelde nieuwe wiskundige modellen en technieken om het gedrag van deze vonken te voorspellen. Zij promoveert 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.
De onderzoeker zegt: "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 oppervlakte, 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". 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.
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.
Over het Centrum Wiskunde & Informatica
Het Centrum Wiskunde & Informatica (CWI) is sinds 1946 het nationale onderzoeksinstituut voor wiskunde en informatica. Het is gevestigd op het Amsterdam Science Park en is deel van de Nederlandse Organisatie voor Wetenschappelijk Onderzoek (NWO). Het instituut heeft een sterke internationale positie. Ruim 150 wetenschappers doen er grensverleggend onderzoek en dragen de verkregen kennis over aan de maatschappij. Meer dan 30 van de onderzoekers zijn hoogleraar aan een universiteit. Het instituut heeft 23 spin-off bedrijven voortgebracht.