QuinteQ has been featured in the Dutch magazine of SOLAR365, where we introduce the flywheel to an otherwise mostly chemical-storage-oriented audience. Apologies to our non-Dutch speakers, but this interview is in Dutch only.
Artikel:
Batterijen en duurzame energieopslag vormen een cruciaal rol in de energietransitie. Het vliegwieltechnologie is een opkomende speler die aandacht verdient. In een interview met Timo Pauel, business development manager bij QuinteQ Energy Storage, worden de opwindende details van vliegwielen als energieopslagoplossingen en hun potentieel om het energiesysteem te transformeren onthuld.
Een vliegwiel is een roterende massa die kinetische energie opslaat. “Een vliegwiel, ook bekend als kinetische batterij, slaat elektriciteit op als kinetische energie. In plaats van chemische reacties zoals bij traditionele batterijen, gebruiken we een motor-generator en een spinnende rotor. Wanneer elektriciteit wordt toegevoegd, begint het wiel te draaien en slaat kinetische energie op. Bij vraag naar stroom vertragen we het wiel met behulp van een generator, waarbij kinetische energie wordt omgezet in elektriciteit”, legt Pauel uit.
Het heeft een reactietijd van een paar milliseconden voor opladen en ontladen waardoor Vliegwielen zeer snel kunnen reageren op veranderingen in vraag en aanbod van elektriciteit. Dit maakt ze geschikt voor het leveren van snelle vermogenspieken en peakshaving.
Bij peakshaving door een vliegwiel worden de hoogste pieken in het elektriciteitsverbruik verminderd en worden de piekvermogens geleverd door de vliegwiel. Hierbij wordt de totale energievraag geoptimaliseerd en wordt netcongestie tegen gegaan.
Het vliegwiel kan herhaaldelijk opgeladen en ontladen worden zonder dat dit invloed heeft op hun prestaties of levensduur. Ook heeft het systeem een hoog rendement van meer dan 94 procent.
Efficiëntie en verliesvermindering
Bij traditionele vliegwielen kunnen energieverliezen oplopen van 7 tot 20 procent per uur. QuinteQ heeft echter een doorbraak gerealiseerd. “Wij zijn de enige ter wereld met volledig zwevende, passief gestabiliseerde vliegwielen. Door ons unieke systeem High-temperature superconducting bearing creëren we een magnetisch veld dat stabiliteit in alle richtingen biedt. Dit minimaliseert verliezen tot slechts 1 procent per uur, grotendeels te wijten aan systeemefficiëntie”, zegt Pauel.
Dit baanbrekende ontwerp omvat geen klassieke pin bearing, waardoor wrijving en verliezen worden verminderd. Deze lichte en compacte vliegwielen, met een rotatiesnelheid van 22.500 rotaties per minuut en een kleine gewicht van 187 kilo (rotor massa), kunnen in containers worden geplaatst.
Van Boeing tot QuinteQ: de bron van vliegwieltechnologie
Het idee achter de vliegwieltechnologie van QuinteQ vond zijn oorsprong bij Boeing onthult Pauel. “Boeing ontwikkelde oorspronkelijk een vliegwiel voor een geheim ruimteproject van de Amerikaanse overheid. Toen de overheid zich terugtrok, belandde de technologie op de plank. Rond dezelfde tijd kocht Pauel Vosbeek, onze oprichter, de technologie van Boeing. Deze overdracht omvatte een patentenfamilie van tweehonderd patenten.”
Het idee van Boeing leidde tot het oprichten van QuinteQ energie opslag in 2016. QuinteQ ontwikkelde het vliegwiel verder, met als resultaat een indrukwekkende upgrade naar 100 kilowatt vermogen en 5 kilowattuur energieopslag.
Voordelen van vliegwielen in energieopslag
De QuinteQ vliegwielen kunnen hoge vermogenspieken absorberen, terwijl ze een capaciteit van 5 kilowattuur per wiel bieden. “In tijden van netwerkcongestie, waar vraag en aanbod van stroom niet altijd overeenkomen, bieden vliegwielen creatieve oplossingen. Het vermogen om vermogenspieken op te vangen, zoals bij havenkranen en remenergie van metro’s, maakt ze ideaal voor congestieproblematiek in stedelijke omgevingen”, benadrukt Pauel.
“Het potentieel voor peakshaving, waarbij hoge vermogens kunnen worden geleverd zonder nieuwe kabels aan te leggen, is een gamechanger. Door peakshaving kunnen energie-intensieve apparaten, Zoals kranen, industriële machines of grote installaties, hun piekvermogen beperken. Dit draagt bij aan een stabielere en efficiëntere werking van het elektriciteitsnetwerk.”
Doordat vliegwielen een beperkte energie capaciteit hebben, zijn ze echter wel beperkt tot toepassingen met kortdurende pieken van seconden tot een aantal minuten. Dit leid ertoe dat vliegwielen met name ingezet worden als peakshaver of frequentie reguleerder.
Voor langere opslag is weer andere technologie beter geschikt, zoals de verschillende batterij technologieën. Dit beperkt het nut ervan tot snelle en tijdgevoelige taken. Als gevolg hiervan worden vliegwielen voornamelijk ingezet om systemen snel af te stellen en te optimaliseren, in tegenstelling tot batterijen en pompaccumulatiefaciliteiten die zorgen voor langdurige zelfvoorziening gedurende langere perioden.
Toepassingen in een congestiewereld: de toekomst van energieopslag
Hoewel QuinteQ nog hard aan het ontwikkelen is, anticiperen ze op een commerciële lancering eind 2024. Hun vliegwieltechnologie heeft de potentie om netwerkcongestie aan te pakken, waardoor de stroomvoorziening wordt geoptimaliseerd.
“Onze vliegwielen zijn ideaal voor situaties waar de vermogensvraag sterk fluctueert. Denk aan torenkranen met hoge stroombehoeften, die niet in standaardaansluitingen passen. Onze technologie biedt een innovatieve oplossing voor energie-intensieve toepassingen”, merkt Pauel op.
Vliegwielen versus traditionele batterijen: een nieuwe benadering
Het onderscheid tussen vliegwielen en traditionele batterijen is duidelijk. “Vliegwielen bieden meer vermogen en minder capaciteit in vergelijking met lithium- en loodzuurbatterijen. Maar het echte verschil ligt in levensduur en duurzaamheid. Met minimale slijtage en een levensduur van twintig tot dertig jaar, zijn vliegwielen een duurzame keuze zonder brandgevaar of schadelijke stoffen”, legt Pauel uit.
Vliegwielen zijn ontworpen om gedurende een lange periode efficiënt en betrouwbaar te functioneren, waardoor ze geschikt zijn voor duurzame energieopslagoplossingen.
Duurzaamheid en kosten: materialen en toekomstperspectieven
QuinteQ’s vliegwielen zijn gemaakt van staal en carbonfiber, met toevoeging van koper en plastic. “Ons hoge temperatuur supergeleidend lasersysteem bevat speciale kristallen, welke in een laboratoria worden gemaakt”, benadrukt Pauel.
De duurzaamheid wordt verder versterkt door een Europese supply chain en een volledig recycleerbaar ontwerp. Wat de kosten betreft, benadrukt Pauel dat er nog veel ontwikkelingen gaande zijn binnen QuinteQ om verschillende prijs-kwaliteit opties te bieden. Een exact prijskaartje is nu nog te vroeg, maar we kunnen rekenen op een iets duurdere CAPEX (capital expenditures of operationele kosten), maar een veel voordeligere TCO dan lithium.
“Vliegwielen hebben een specifieke rol in energieopslag, en daarmee binnen de energietransitie. Hoewel lithiumbatterijen dominant zullen blijven voor elektrische voertuigen, zijn vliegwielen de optimale keuze voor peakshaving en netstabilisatie door frequentieregulering”, zo besluit Pauel met een vooruitblik.
“Deze technologie biedt een oplossing met een Europese onafhankelijkheid van grondstoffen en geopolitieke invloeden. Naarmate de elektrificatie en integratie van duurzame energie vordert, zal de rol van vliegwielen in de energiesector alleen maar groter worden.”
