Eerste stap duurzaam varen kan nu al gezet worden met HVO-brandstof

Weer een mooi resultaat vanuit de samenwerking tussen SES en de Stifting foar Elektrysk en Fossylfrij Farren yn Fryslân (SEFFF) : een presentatie over de verschillende mogelijkheden tot duurzaam varen tijdens de ALV van WaterSportVereniging Bergumermeer ; lees meer hierover op www.watersportverbond.nl/eerste-stap-duurzaam-varen-kan-nu-al-gezet-worden-met-hvo-brandstof.

Hybride energievoorziening: Houwen zo…..

Elektrische energie, opgewekt uit duurzame bronnen, zoals zon, wind of waterkracht, is de energie van de toekomst. De mens heeft echter geen controle over de mate waarin de zon schijnt of de wind waait en daarom sluiten het aanbod en de vraag naar elektrische energie niet op elkaar aan. Daarom is het nodig om een deel van deze duurzaam opgewekte energie op te slaan. Soms voor langere tijd omdat er in de winter nu eenmaal veel minder zon schijnt dan in de zomer. Elektrische energie kan worden opgeslagen in batterijen, maar de capaciteit daarvan is onvoldoende om het overschot aan elektrische energie van meer dan een paar dagen op te slaan. De oplossing ligt in het omzetten van die duurzame elektrische energie in groene waterstof. Waterstofgas kan in verschillende vormen over de hele wereld getransporteerd worden en voor lange tijd worden opgeslagen zoals dat nu ook met aardgas gebeurt. De duurzaam opgewekte energie kan dan in de toekomst als gas of als elektriciteit worden aangeleverd: een hybride energievoorziening, zoals we dat al lang kennen uit het fossiele brandstof tijdperk. En op die manier kunnen we gebruik blijven maken van onze gas- en elektriciteitsnetten.

Een hybride energievoorziening geeft ons mogelijkheden om op een flexibele manier in onze vraag naar duurzame elektrische energie te voorzien voor het gebruik van onze elektrische apparaten en de elektrische auto. Bij voorkeur wekken we als bewoners lokaal niet meer elektrische energie op dan we kunnen gebruiken op een tijdschaal van enkele dagen. Dat voorkomt dat ons elektriciteitsnet sterk verzwaard moet worden en, misschien nog wel belangrijker: dat we niet het overschot aan het Europese elektriciteitsnet moeten leveren op het moment dat de prijs heel laag is omdat het aanbod (veel te) groot is.

Verwacht wordt dat (hybride ) warmtepompen een groot gedeelte van de energie voor de verwarming van onze woningen zullen leveren. Dat betekent dat de lokaal opgewekte elektrische energie niet voldoende is om onze huizen te verwarmen, omdat de zon nu eenmaal veel minder schijnt in de winter dan in de rest van het jaar. Maar dat kan worden opgevangen door waterstof in brandstofcellen om te zetten in elektrische energie voor de aandrijving van de warmtepomp. De warmte die vrijkomt bij deze omzetting kan ook nuttig gebruikt worden bij de verwarming van de woning.

Van de overheid mag worden verwacht dat de lokale duurzame opwek van elektriciteit bevorderd wordt, samen met de kortdurende opslag in batterijen. Door die opslag wordt levering aan het Europese elektriciteitsnet voorkomen, evenals de exorbitante verzwaring van het net. Net zo belangrijk voor hybride energievoorziening van de toekomst is dat de overheid er zorg voor draagt dat ook aan de huishoudens – en niet alleen aan de industrie – voldoende waterstof kan worden geleverd. Door de import en productie van groene waterstof te stimuleren. Ons aardgasnet is er klaar voor!

Duurzaam varen op de HISWA (3 SEP!)

Principia Senior Expert Support ondersteunt de samenwerking van de Stifting Elektrysk en Fossielfrij Farre Fryslan met het watersportverbond en met de vereniging toerzeilers voor het promoten van Duurzaam Varen. Een gezamenlijke actie in dat kader is een uitgebreide presentatie tijdens de komende Hiswa in Amsterdam. Voor details zie onderstaande uitnodiging.

Uitnodiging:
Vaarrecreatie & Energietransitie: (n)iets voor jou??

Geen leefbare wereld zonder energietransitie, weten we nu. De vaarrecreatie is geen grote vervuiler, maar deze transitie gaat natuurlijk ook ons aan. De netwerkgroep Energietransitie, met zeilers en motorbootvaarders uit het hele land, geeft tijdens de HISWA in Lelystad drie experts het podium voor hun visie over duurzamer varen, nú en in de niet zo verre toekomst:

  • Marinus van Sijdenborgh, redacteur Zeilen: Hoe geloofwaardig is duurzamer brandstof
  • Marcel Schaap, de Stille Boot: Volledig of hybride elektrisch varen
  • Cees van Bladel, olympisch zeiler èn expert op dit gebied: Zin en onzin rond waterstof

We sluiten af met ons toekomstbeeld van een duurzame vaarrecreatie.

Kom op zaterdag 3 september om 13:30 op de HISWA luisteren en meepraten in het Podium aan het Water. Laat je in een uur voorlichten door experts uit ons midden over hoe zij denken over deze transitie en wat onze opties zijn.

Vraag of mening? Meld je vooraf aan op info@waterrecreatienederland.nl en maak kans op een van de 25 gratis entreekaarten voor de HISWA. Maar ook zonder aanmelding ben je als HISWA bezoeker van harte welkom.

 

                      

Ontwerp van een innovatieve elektrische aandrijving voor pleziervaartuigen – Deel 2

Inleiding.

Het SeniorExpertSupport projekt “Ontwerp van een innovatieve e-aandrijving voor pleziervaartuigen” in 2019 heeft geleid tot de constatering dat de sleepkracht (om een boot door het water te slepen) niet helzelfde is als de stuwkracht die een schroef moet leveren om diezelfde boot door het water voort te stuwen. Dit is voor elektrisch varen een belangrijke issue, en daarom is een vervolgprojekt deel 2 opgestart. Om de gewenste stuwkrachtmetingen te kunnen doen is de in deel 1 ontworpen ophanging van de naafmotor herontworpen, en nu is gestart met de ombouw door een enthousiaste groep van SES-ingenieurs. Hieronder een verslag van de eerste “ombouwdag”

Verslag SES-dag 22 juli 2020

Gisteren zijn de Princpia-boys Geert en Rene Scheltes – samen met ondergetekende – gisteren begonnen met het ombouwen van de naafmotor-aandrijving, zodanig dat het echte stuwkracht en koppel gemeten kunnen worden (motor wordt vrij hangend gemonteerd).
Gisteravond was de stand als volgt:
1. Slingermeting wees al gauw uit, dat de onbalans (gelukkig) niet in schroefde as zit, maar wel in de – door de FP gemaakte – flens. We hebben de flens verwijderd en de “aansluitschijf” van de eerste 72-volt-motor gemonteerd. Hiervoor moesten de tapeinden op de naafmotor waar normaal het wiel aan vast komt, worden afgeslepen. Een slijpschijf hadden we niet bij ons, maar gelukkig konden we een slijpmachine van Sytze gebruiken.
2. De accu’s waren leeg. Hoogst waarschijnlijk zijn we in Sneek met half volle accu’ op pad gegaan. Stom. Een accumonitor is toch wel handig. We hebben de accu’s deels weer opgeladen (rest volgende week).

3. De naafmotor is uit het vaste motorframe gehaald en moest daarvoor losgekoppeld worden de besturingselektronica. Een heel gepruts. Om bij de besturingselektronica te kunnen moest een plank van de bodem worden verwijderd.

4. Geert heeft een begin gemaakt met een dashboardje en met enige hulpstukken voor de stuwkracht-/koppelmeting.

Facit
Op de Twee Provincien in Leeuwarden is het uitstekend werken. Zo hou je de Principia-boys wel van de straat. Volgende week woensdag 29 juli gaan we verder. Dan is Gert er ook weer bij.

Wordt vervolgd

Anne F

Ontwerp van een innovatieve elektrische aandrijving voor pleziervaartuigen

Een innovatieve e-aandrijving

De Stifting ElektryskFarre Fryslan (SEFF) is een onafhankelijke stichting, met als doel om het elektrisch varen in Friesland te bevorderen. Daartoe is in samenwerking met Principia-SES (Senior Expert Support) een innovatieve e-aandrijving voor de pleziervaart ontwikkeld.


Bij het ontwerp van deze e-aandrijving is gestreefd naar lage kosten, te bereiken door (a) een eenvoudig en betrouwbaar ontwerp (gebaseerd op robuuste en goedkope onderdelen), en (b) een hoge efficiency, waardoor minder accucapaciteit/goedkoper accupakket) nodig is. Daarmee kan het elektrisch varen prijstechnisch interessanter worden voor het brede middensegment van de gemiddelde “consument” (watersporter).

Ontwerpstappen

Een e-aandrijving kent drie hoofdcomponenten: een accupakket, een elektromotor en een schroef. Om een efficiënte en goedkope e-aandrijving te ontwerpen is als eerste gestart met het zoeken naar een efficiënte schroef. Er is gekozen voor een 16” x 14” 2-blads schroef van het Wageningen B type.
Als tweede stap is gezocht naar een bij deze schroef passende, goedkope e-motor (inclusief regelaar). Er is gekozen voor een QS naafmotor van 3 kW.

Als derde stap is deze combinatie van schroef en e-motor als prototype ingebouwd in een stalen MienSkip-sloep, en zijn met dit prototype verschillende tests uitgevoerd.

Vervolgens is gekeken naar de range, waarin de geselecteerde e-motor leverbaar is. Ook de inkoopprijzen zijn aangegeven. Bovendien zijn een aantal argumenten/feiten benoemd, die een prijsreducerende werking hebben.

Resultaten en conclusies.

  1. Uit de resultaten blijkt dat de rendementen in lichte mate afhankelijk zijn van de vaarsnelheid. De hierna genoemde waardes zijn van toepassing op een vaarsnelheid tussen 7 en 9 km/uur.
  2. De benodigde stuwkracht bij gegeven vaarsnelheid is groter dan de gemeten sleepkracht. De sleeptest resultaten zijn daarom niet bruikbaar voor het bepalen van het totaalrendement. In plaats daarvan zijn de stuwkrachten berekend met een door Principia-SES ontwikkeld schroefselectieprogramma. Dat impliceert een berekend schroefrendement van circa 66%.
  3. Het totaal-rendement van de ontworpen/geteste e-aandrijving is circa 56%.
  4. Het motorrendement van de e-motor (incl. controller) is circa 85%. Dat is vergelijkbaar met de e-motoren bij gangbare e-aandrijvingen.
  5. Het maximum toerental van de QS motor is veel lager dan wat gebruikelijk is in gangbare e-aandrijvingen. Daardoor kan een grotere schroef worden toegepast met als gevolge een hoger rendement van de aandrijving. Meer testwerk is vereist om dit te kwantificeren.
  6. Deze e-aandrijving kan gunstig geprijsd zijn ten opzichte van bestaande e-aandrijvingen.

Er is gedurende ruim een jaar met veel plezier door drie SES-ingenieurs aan deze opdracht gewerkt. Op dit moment zoekt SEFF naar een onderneming, die dit product wil vermarkten. Belangstellenden kunnen met Principia contact opnemen  via www.principia.utwente.nl

 

Resultaten vermogensmetingen

Tijdens de testvaart op 18 december is bij verschillende vaarsnelheden het schroefastoerental gemeten evenals de accuspanning en de door de accu geleverde stroom. Het product van spanning en stroom geeft het door de accu geleverde elektrische vermogen. In onderstaand figuur is het gemeten elektrische vermogen weergegeven als functie van de vaarsnelheid.

 

Principia en “Duurzaam”

“Duurzaam” (of “Energietransitie”) heeft bij Principia in de afgelopen jaren een steeds belangrijker plaats gekregen.

Green Team Twente https://www.greenteamtwente.nl. De betrokkenheid van Principia met “Duurzaam” is begonnen  met de samenwerking met het  Green Team Twente, het Twentse studententeam dat met een zelf ontwikkelde waterstofauto elk jaar meedoet aan de Shell Eco Marathon. https://www.shell.com/make-the-future/shell-ecomarathon.  Bij deze jaarlijkse wedstrijd tussen studententeams van diverse internationale opleidingsinstituten gaat het om zuinigheid/efficiency. Deze samenwerking bestaat uit een stukje advies/meedenken (van een groeiend aantal enthousiaste Principia-SES-ers) en uit een bescheiden jaarlijks sponsorbedrag.

SolarBoat Team Twente. Enkele jaren geleden is ook de samenwerking met het Twentse SolarBoat Team tot stand gekomen, zie ook https://www.solarboattwente.nl . Dit studententeam ontwikkelt en bouwt een eigen zonneboot, en doet mee aan de jaarlijkse Nederlandse kampioenschappen zonnebootracing in Akkrum (Friesland) en aan de internationale wedstrijd in Monaco ( Leuk filmpje op  https://tvblik.nl/fryslan-dok/het-roer-om-solarboat.). Ook hier gaat het om meedenken en om een gelimiteerde sponsoring.

Elektrisch varen. Tevens geeft Principia-SES (Senior Expert Support) ondersteuning aan de Stifting Elektrysk Farre Fryslan (https://www.seff.nu/) Deze stichting zonder winstoogmerk heeft als doelstelling om het elektrisch varen in de pleziervaart te bevorderen. Er is een rekentool ontwikkeld, waarmee de specificaties voor de e-aandrijving van een specifieke boot uitgerekend kunnen worden. Dit tool is inmiddels bij meer dan 20 bedrijven in gebruik. Omdat – net als bij elektrische auto’s – de actieradius  bij e-varen een key-item is, werd tevens een elektrische aandrijving voor pleziervaartuigen ontworpen, die substantieel efficiënter is in vergelijking met gangbare e-aandrijvingen.  Hiermee kun je met hetzelfde accupakket dus veel verder varen (minimaal 50% verder).

Principia ingenieurs Detmer Koppius en Harry Beerlage op Boot Holland bij de innovatieve e-aandrijving

Een prototype van dit ontwerp werd onlangs door enkele enthousiaste Principia-leden op Boot Holland aan de buitenwereld getoond, en binnenkort staan de eerste praktijktests gepland.

Discussieclubje “Duurzaam”. Sinds enkele jaren bestaat er in Noord Nederland een huiskamer-discussieclubje “Duurzaam Noord”.  Een vijftal Noordelijke Principialeden komen bij elkaar om Duurzaamheids-issues te bediscussiëren, en zowel Kema-rapporten als ook KIVI-studies worden door een kritische Twentse ingenieursbril bekeken. Beurtelings treft men elkaar bij iemand thuis, en gezelligheid speelt een belangrijke rol.  In Twente is een vergelijkbaar clubje “Duurzaam Oost” in oprichting.

Samenwerking Green Team en SES – Overleg op 07 feb 2019

Op 7 feb 2019 vond het vervolg-overleg plaats tussen het Green Team en enkele Principia/SES-ingenieurs. Het ging deze keer over de volgende punten:

    1. De tekeningen van de versnellingsbak van de auto van het Green Team zijn allemaal naar de producenten gestuurd en de productie van de onderdelen is ook gestart. De nieuwe versnellingsbak heeft interfaces voor 4 motoren (2 voor acceleratie en 2 voor kruissnelheid), is lichter dan de oude en uitgelegd voor oliesmering i.p.v. vetsmering. Door de oliesmering en de veel grotere nauwkeurigheid van de tandwielparing zal de efficiëntie van de aandrijving toenemen.
    2. Er wordt nog onderzocht of het gunstig zou zijn de vierde motor van de aandrijving te gebruiken voor regeneratief remmen.
    3. Het waterstofteam is druk bezig met het testen van de gerepareerde brandstofcel met een verbeterd  ontwerp van de koeling, dat als mock-up aan de cel is gekoppeld. De koeling is hierdoor sterk verbeterd en de koelingsproblemen, die tijdens de race in 2018 optraden, zullen hiermee verholpen zijn. Men verwacht dat de nieuwe brandstofcel over ongeveer twee weken geleverd zal worden.
    4. Het elektronica team heeft ontwerpondersteuning gekregen van de firma Brunelco uit Haaksbergen en doet er alles aan om ondanks de krappe bemanning toch de benodigde circuits op tijd gefabriceerd te krijgen.
    5. De visuele uitstraling van de auto  zal door een strakke belijning verhoogd worden om duidelijk te laten zien dat er, ondanks dat het model t.o.v. 2018 niet is aangepast, toch een totaal andere auto met  verbeterde prestaties staat.
    6. Voor het project van “tiny houses” op de campus van de UT is het Green Team aangezocht als projectleider en gaan ze het projectplan en de subsidie aanvragen schrijven. In deze huisjes, die door studenten bewoond gaan worden zullen verschillende methoden voor energieopwekking en opslag beproefd worden. Men denkt aan de toepassing van kleine windmolens, zonnecellen, waterstof, Phase Change Material, batterijopslag en smart grid.
    7. Van een autodealer uit Enschede heeft het Green Team een Mazda CX3 ter beschikking gekregen, waardoor het team zich nu eenvoudiger kan verplaatsen.
    8. Het team zoekt nog wel additioneel sponsorgeld voor een financiele buffer. Bij het optreden van calamiteiten en tegenvallers heeft men dan de mogelijkheid om hulp, materiaal of onderdelen snel in te kopen. Principia heeft uit haar netwerk een mogelijke kandidaat aangedragen en het Green Team gaat proberen om deze als sponsor binnen te halen.

Kick-off bijeenkomst Green Team Twente

Het Green Team Twente heeft op 1-11-2018 het zogenaamde “Kick-off event” georganiseerd om z’n relaties en sponsoren te informeren over de plannen van het nieuwe team, kennis te maken met het nieuwe team en afscheid te nemen van het oude team. Principia was met de deelname van 4 personen (Henny Abcouwer, Gert Colenbrander, Geert Hidding en Steven Olthof) sterk vertegenwoordigd.

In presentaties van Sevim Aktas en Feike van Veen van het oude team kwam hun enthousiasme goed naar voren. Ondanks de vele problemen, die overwonnen moesten worden en de niet altijd positieve resultaten vonden ze hun Green Team periode van grote waarde voor hun persoonlijke ontwikkeling en hadden ze veel plezier gehad.

Kick Off GreenTeam UTwente 2018-2019

Vervolgens introduceerde de nieuwe team manager Matthias Haalstra de speerpunten voor het nieuwe team. De aanpak zal gericht zijn op een zo betrouwbaar mogelijke auto door, zonder al te ingrijpende maatregelen, zwakke punten te verbeteren en door veel te testen. Verder wil het team de contacten met de partners intensiveren en met een projectmatige aanpak de kansen op succes maximaliseren. Het doel is echt het winnen van de eco race.

Daarnaast waren er een tweetal sprekers uitgenodigd om de stand van zaken over de invoering van waterstof energie in het Nederland te duiden. Ben Lambrechts van netbeheerder Liander gaf inzicht in de gevolgen van introductie van waterstof in het Nederlandse energie netwerk en vertelde hij over de lopende projecten om ervaring op te doen met waterstof gebruik. Frits de Groot van werkgeversorganisatie VMN-NCW presenteerde de status van energie transitie bij Nederlandse bedrijven. VNO-NCW gaat met een roadshow bij politiek en bedrijven langs om te laten zien dat zonnepanelen en windenergie niet voldoende zijn om voldoende CO2 reductie te krijgen en dat waterstof absoluut noodzakelijk is als energiedrager en energie buffer. De grote bedrijven in Nederland hebben waterstof wel allemaal duidelijk op de agenda staan.
Doordat er veel gelegenheid tot discussie was en hier dankbaar gebruik van werd gemaakt, was het Kick-off evenement een levendige en zeer geslaagde bijeenkomst.
Ook dit jaar ondersteunt Principia het Green Team, zowel met technisch advies (klankbordfunctie/ ervaren alumni “Senior Expert Support”), als ook met een passend sponsorbedrag.

Steven Olthof, nov 2018

Presentatie Solar Boat Twente 2018 – 2019

Een nieuw team

Op 21 november heeft het nieuwe Solar Boat Twente (SBT) team zich gepresenteerd tijdens een bijeenkomst in het Design Lab van de Universiteit Twente. Vanuit Principia hebben Henny Abcouwer en Gert Colenbrander hieraan deelgenomen.

Een 14-tal UT-studenten heeft het stokje overgenomen van het vorige team dat in 2017 en 2018 voor het eerst een zonneboot op het wedstrijdwater heeft gebracht en dit nieuwe team wil in 2019 podiumplaatsen behalen in de TOP klasse van de Solar Sport One competitie. Van de vijf wedstrijden die op het programma staan wil het team in ieder geval deelnemen aan de Nederlands Kampioenschappen Solar Boat in Akkrum en aan de Solar and Energy Boat Challenge in Monaco. Om tot het podium te kunnen doordringen is als doel gesteld dat een kruissnelheid van 30 km/u tijdens een lange afstandsrace gehaald moet kunnen worden. Het team is onderverdeeld in een technisch en een communicatie team. Verder lezen “Presentatie Solar Boat Twente 2018 – 2019”