De kinetische batterij die netcongestie kan voorkomen
Een prototype van het vliegwiel (foto: QuinteQ)
QuinteQ Energy, Nederlandse ontwikkelaar van een geavanceerd innovatief vliegwiel, deed samen met het Fieldlab Industrial Electrification (FLIE) onderzoek naar de meest optimale toepassing van de innovatie. Timo Pauel, new business development manager bij QuinteQ, over de techniek, welke inzichten de haalbaarheidsstudie hebben opgeleverd en over de toekomstplannen.
QuinteQ heeft in 2018 een wereldwijde exclusieve licentie verkregen op de meer dan 200 patenten van Boeing voor haar vliegwiel. “Vanaf dat moment hebben we de technologie naar Nederland kunnen halen, en zijn we echt van start kunnen gaan aan het doorontwikkelen en bouwen van dit speciale vliegwiel. Een vliegwiel slaat elektrische energie op in beweging. Vandaar noemen we ons vliegwiel ook wel kinetische batterij. Hoe efficiënter je de beweging in het wiel (ook wel de rotor genoemd) in stand kunt houden, hoe langer je de energie kunt opslaan. Dit is nu precies waar wij zo goed in zijn. Het QuinteQ vliegwiel heeft een paar unieke punten: het vliegwiel zelf is compact en licht. Doordat het volledig magnetisch gelagerd is, is er geen wrijving die zorgt voor energieverliezen. Daarnaast draait het wiel in een vacuüm, zodat er ook geen luchtweerstand is. Je hebt nu een rotor die zijn energie enorm lang kan vasthouden, geen slijtage vertoond en zo eindeloos veel cycles kan maken. Dit is heel platgeslagen het unieke concept wat wij ontwikkelen”, zegt Pauel.
Timo Pauel, new business development manager bij QuinteQ
Het resultaat? Een duurzame kinetische batterij die eindeloos veel cycles (>350.000) kan maken en tientallen jaren zijn functie kan behouden. “Met een paar milliseconden kunnen we een aantal kilowatt tot meerdere megawatt leveren. Perfect dus voor het leveren of opvangen van hoge power pieken. Dit is interessant op plekken waar flinke stroompulsen nodig zijn maar waar door netcongestie dit niet kan worden geleverd. Wij zien het daarom echt als de schokbreker voor de energietransitie. Daarnaast is de installatie dusdanig compact dat een 1MW systeem in een 20ft container past, waardoor hij eenvoudig te transporteren is. Dit maakt de techniek ook interessant voor tijdelijke projecten, terwijl het systeem zelf ruim 25 jaar meegaat.”
Haalbaarheidsstudie
Om na te gaan welke toepassingen het meest geschikt zijn, voerde QuinteQ samen met het Fieldlab Industrial Electrification een haalbaarheidsstudie uit. “Boeing had deze technologie oorspronkelijk nodig voor een ruimte-project. Vandaar dat het een compact systeem ontwikkelde met minimale verliezen en minimaal onderhoud. Nu zijn we aan het ontdekken welke civiele toepassingen het meest baat hebben bij deze technologie zodat we ons daarop kunnen focussen. In de studie keken we onder meer naar de uitdagingen die de industriële elektrificatie met zich meebrengt. Met deskresearch, interviews en brainstormsessies met partners hebben we gekeken waar een vliegwiel van waarde kan zijn. We keken daarbij naar toepassingen waarbij we door peakshaving hoge frequente pieken konden reduceren, of frequentie stabilisatie konden doen. Hoge, frequente power pieken vormden de rode draad.”
Binnenhavens
“Een van de grootste kansen zien we op dit moment in de binnenhavens. Zij zijn volop aan het verduurzamen, maar elektrificatie van alle processen wordt tegengehouden door netcongestie. Het elektrificeren van een havenkraan kan al gauw 800 kilowatt piekvermogen vragen. Dat is heel wat. Wanneer je dit grotendeels opvangt met een vliegwiel (dit noemen we ‘peak-shaven’), vraag je ineens een stuk minder van je netaansluiting. Tegelijkertijd maak je ook ruimte vrij op je aansluiting voor andere elektrificatieprojecten. Op die manier bieden we dus een snelle, duurzame en economische uitweg uit de netcongestie-impasse. Daarnaast kan het vliegwiel ook interessant zijn voor het peak-shaven en het opvangen van remenergie bij metro’s, trams en treinen, voor de stabilisatie van microgrids en voor torenkranen voor de emissieloze bouw.
Toekomstplannen
“Tegen eind deze zomer zullen de eerste veldtesten met onze Nederlandse prototypes kunnen starten voor Defensie, bij Fieldlab Smart Base in Ede. We zetten ons daarnaast de komende paar jaar in om ons eerste commerciële product op de markt te krijgen: militaire microgrids omdat onze technologie in koude en warme situaties blijft werken, maar ook in havens, torenkranen op de duurzame bouwplaats en voor metro’s, trams en treinen. Daarna zullen we internationaal opschalen naar markten waar een robuuste schokbreker nodig is om grids en microgrids te stabiliseren. Alles bij elkaar hebben we via het project mooie stappen gezet."