Batterijetechnologie cruciaal in elektrificatie en waterstofproductie

Ook dit jaar is er weer voor gekozen om het Energy Storage event en het Power Electronics event te combineren. Vermogenselektronica en energieopslag kennen veel raakvlakken en zijn veelal onlosmakelijk met elkaar verbonden, motiveert organisator FHI. Tussen de plenaire beginlezing en de plenaire afsluiter in de namiddag staan 27 lezingen gepland, die verdeeld zijn over vier paralleltracks. Net als bij het D&E-event van afgelopen maand hebben verschillende exposanten op de beursvloer demo-opstellingen ingericht, waar je hands-on aan de slag kan gaan c.q. kunt meekijken hoe een en ander werkt.

Elektrische infrastructuur en batterijtechnologie. Dat zijn grosso modo de gebieden waar nog ontzettend veel moet worden geïnvesteerd en geïnnoveerd om ook maar iets van de duizelingwekkende ambities op het gebied van duurzame energie te realiseren. Waar we nu al worden geconfronteerd met bijna overbelaste elektriciteitsnetten door de toenemende energievraag en het groeiende aandeel daarin van duurzame energie, lijkt een groene transporttoekomst met elektrisch varen en zelfs vliegen nog ver weg. Professor Thiago Batista Soeiro van de Universiteit Twente gaat in zijn plenaire lezing ‘Opportunities and challenges for Dutch Industry in electrification of transport in maritime and aerospace’ in op de mogelijkheden en uitdagingen van power electronics. Tijdens het eerste deel van zijn presentatie ligt de focus op actuele ontwikkelingen binnen de technologie en in het tweede deel gaat hij in op het energiebeleid en de toekomst van power electronics en energie-opslag.

Investeren

De Universiteit Twente werkt samen met partners als NLR en Marin, die elektrificatie van de maritieme sector en luchtvaart hoog op de agenda hebben staan. Zij hebben voor hun onderzoek de wind in de rug dankzij de honderden miljoen euro’s die alleen al door de Nederlandse overheid worden geïnvesteerd in elektrificatie van de transportbranche in het kader van de verduurzaming en de Europese green deal.

De Battolyser is een geïntegreerd batterijen elektrolysesysteem, dat zowel energie opslaat als waterstof produceert uit hernieuwbare energie. Onlangs is bij de RWE centrale in Eemshaven het eerste industriële Battolyser systeem geplaatst. Pieter Levecque vertelt alle ins-andouts van het systeem.

“Het is opwindend wat er allemaal gebeurt”, zegt Soeiro. “Nederland heeft een voortrekkersrol op het gebied van power electronics en energy storage, maar ook de EU speelt een cruciale rol door nieuwe investeringsfondsen en andere stimuleringsmaatregelen. Dit is ook een onderwerp waar ik over spreek tijdens mijn presentatie: waar gaat het geld uit die fondsen naar toe? En waar liggen mogelijkheden voor bedrijven in het kader van de green deal?”

Infrastructuur

Soeiro kan eindeloos vertellen over de benodigde technologische innovaties voor zo’n beetje alle aspecten in de elektriciteitsketen, maar hij benadrukt dat er ook een complexe logistieke uitdaging ligt bij de omslag naar elektrisch. “Niet alle sectoren zijn in gelijke mate klaar voor een duurzame toekomst. De luchtvaart bijvoorbeeld is van origine een vrij conservatieve sector. De afgelopen decennia is er niet veel veranderd in technisch opzicht. Elektrisch vliegen betekent echt een revolutie voor deze sector. Het gaat niet alleen om technische aspecten zoals efficiëntie en het gewicht van de batterijen. Het hele ecosysteem van de infrastructuur moet worden aangepast. De overheid en netbeheerders moeten ook hun steentje bijdragen aan de voorzieningen, anders loopt het alsnog spaak.”

Hij hoopt dat bezoekers na afloop van zijn lezing een goed beeld hebben van de vele aspecten die een rol spelen bij de omslag naar elektrisch vervoer en dat er een discussie ontstaat. “Elektrificatie is een onmisbare schakel naar een emissievrije toekomst, maar we moeten er als maatschappij wel klaar voor zijn.”

Waterstofbatterij

Een stukje toekomst in het nu staat centraal in de afsluitende plenaire lezing van dr. Pieter Levecque van start-up Battolyser Systems, een spin-off van de TU Delft. Dit bedrijf werkt aan een geïntegreerd batterij- en elektrolysesysteem, dat zowel energie opslaat als waterstof produceert uit hernieuwbare energie. De ‘waterstofbatterij’ slaat overtollige hernieuwbare energie op die wordt opgewekt door bijvoorbeeld zonnepanelen of windmolens. Vrij snel nadat de batterij gaat laden, produceert het waterstof. Levecque: “Je laadt de batterij op als de energie goedkoop is en als de stroom duur is, levert de Battolyser stroom terug aan het net. De geproduceerde waterstof kan geïntegreerd worden in een industrieel netwerk of dienen als energieopslag. Een duurzame en kosteneffectieve oplossing, waarvoor we veel belangstelling zien vanuit het bedrijfsleven. De Battolyser is zeer geschikt voor grote industriële partnerships, zoals windmolen-en zonneparken, energiebedrijven en de mijnbouw.”

Opschalen

Op 26 april 2023 vertrok een pilotopstelling in een 6-meter-lange schipcontainer naar Eemshaven. Levecque: “Het verschepen van dit systeem was een belangrijke mijlpaal. Het betekent een exter ne erkenning dat we een functioneel en veilig systeem kunnen afleveren. De volgende stap is de prototypefase, de Battolyser 2, die midden 2024 gepland is. Over een jaar of twee, als alle onderzoeken en testen zijn afgerond, willen we verder opschalen naar productie en een fabriek openen in Rotterdam.”

Kennisoverdracht

Eén van de vier parallel-tracks is volledig gevuld met bijdragen van onze technische universiteiten en hogescholen. De Haagsche Hogeschool verzorgt een workshop over DC-grid, een onderwerp dat ook aan de orde komt in de lezing van Fedor Boendermaker van diezelfde hogeschool. Hij zoomt in op veiligheid aan de hand van actieve kortsluitbeveiliging en aardlekdetectie. Twee bijdragen van de Universiteit Twente sluiten aan bij de plenaire lezing van Soeiro, met focus op power electronics op het schip en aan de wal, en EMC-aspecten bij elektrisch vliegen.

Praktisch

De lezingen, die worden verzorgd door de exposanten (of door hen vertegenwoordigde fabrikanten) hebben in het algemeen een meer praktisch karakter. Dat zie je terug bij onderwerpen als warmtehuishouding en aansluittechniek. Würth Elektronik verzorgt een lezing over EMI-effecten van thermische interface materialen, waarbij Coolmag (namens Telerex) ingaat op een oplossing voor efficiënt temperatuurmanagement in de elektronica. Praktisch is ook de insteek van de lezing van Batenburg Applied Technologies over thermal management. Hierover lees je meer in het artikel op pagina 8.

Op het gebied van aansluittechniek zijn er bijdragen van onder meer Harting (hoe sluit ik veilig en vertrouwd een kabel met grote diameter aan op een contact), Phoenix Contact (connectiviteit in energie-opslagsystemen) en Würth Elektronik (pressfit-technologie in high-power toepassingen).

Testen & meten

Op het gebied van testen & meten zijn er onderwerpen als monitoring en vroegtijdig herkennen van isolatiefouten in Battery Energy Storage Systemen (BESS) en DC-stelsels (Bender Benelux), power hardware in the loop (OPAL-RT namens TTMS), uitdagingen en oplossingen voor het testen van high-power apparaten (Keysight namens Acal Bfi), analyse van 3-fase inverter motoraandrijving (CN Rood) en temperatuurmetingen in power- en accu-applicaties (Optimal Thermal Solutions namens Thal Technologies). Ook een aanrader op dit gebied is de lezing van Maarten Vogelaar (Weiss Technik) over hoe je een compleet testlab in een 40-voet container krijgt.

Demo’s op de beursvloer

Onderwerpen als thermisch management, aansluittechniek en testen & meten lenen zich uitstekend voor een demo. Dat zie je dan ook terug bij de exposanten, die hierboven zijn genoemd met een lezing op deze gebieden.

Meer demo’s zijn er te vinden op de stand van Future Electronics (diverse batterijsystemen), Strukton Power (single pulse testen van een power module voor een verliesarme metroaandrijving) en de TU/e (lab prototype van een 3,6 kW power converter met een uitgangsspanningsbereik van 100 tot 400 V en een maximale uitgangsstroom van 10 A).

Meld je aan

Aanmelden voor een gratis bezoek aan het Power Electronics & Energy Storage event kan via fhi.nl/powerelectronicsevent.