Helmond
24 Jan. 2019
5 minuten
Een traditioneel maakbedrijf dat de stap maakt naar de wereld van de energietransitie. Alfen uit Almere zette die stap de afgelopen jaren. Het bedrijf deed op de Battery Day op de Automotive Campus uit de doeken hoe dat is gegaan.
Vanuit de klassieke wereld naar de wereld van het opslaan van energie in batterijen, vatte salesmanager Yves Vercammen van Alfen in het kort het verhaal van het bedrijf samen. Alfen werd in 1937 opgericht en is bekend van de klassieke transformatorhuisjes in het straatbeeld. Die staan overal in Nederland en Alfen heeft zo’n tachtig procent van deze markt in handen. De stap in de nieuwe wereld van de energieopslag begon toen netbeheerder Enexis zo’n tien jaar geleden Alfen om oplossingen vroeg voor het opladen van elektrische voertuigen. Het kostte Alfen volgens Vercammen veel bloed, zweet en tranen. ‘Er werd in die tijd niet veel geglimlacht. Maar uiteindelijk zijn we toch tot een commercieel product gekomen voorzien van stabiele software. En hierbij gaat het niet om kleine systemen voor het gebruik thuis, maar beginnen we bij 100 kWh en eindigen we bij 15 MWh.’
BMW-accu’s
Voor het maken van de systemen voor energieopslag is Alfen een samenwerking aangegaan met BMW. De systemen zijn voorzien van batterijen die BMW normaal gesproken gebruikt in de elektrische BMW i3. Overigens is het volgens Vercammen ook mogelijk om batterijen van andere merken autofabrikanten te gebruiken. ‘We hebben met de BMW-batterijen een vrij standaard product weten te maken. Het systeem staat in een zeecontainer en is modulair van opbouw. In het ene deel van de container staan de batterijen, in het andere deel de omvormers. Onder meer vanwege de beschikbaarheid hebben we gekozen om met meerdere omvormers te werken. En meerdere omvormers zijn ook efficiënter. Ze zorgen voor zo min mogelijk verlies. Want als je eens een keer minder energie opwekt, dan kan je een van de omvormers uitzetten.’
Opvang van pieken
Alfen levert de batterijsystemen nu onder meer voor het in balans houden van elektriciteitsnetwerken. Dat komt omdat het opwekken van groene energie erg onvoorspelbaar is. ‘Als je een paar uur per dag een piek hebt in het opwekken van zonne-energie, dan heb je even kortdurende opslag nodig. Daarvoor hebben we ook een systeem als wijkbatterij geplaatst. Die slaat de opgewekte energie van de huizen in de wijk lokaal op zodat een black-out door het teveel opwekken van energie wordt voorkomen.’
Het bedrijf uit Almere brengt de systemen ook aan de man als offgrid systeem, bijvoorbeeld voor het vervangen van aggregaten die nu nog op diesel werken. In de zomer worden deze systemen vooral gebruikt op festivals, in de winter kunnen deze dan worden ingezet voor ondersteuning van het elektriciteitsnetwerk. ‘En we hebben ook een systeem geleverd aan een oplaadplaats voor elektrische voertuigen langs de A2. Daar bleek de capaciteit van het elektriciteitsnetwerk te klein. Het uitbreiden daarvan kostte een miljoen euro, ons batterijsysteem de helft.’
De batterijen in de systemen van Alfen moeten op een constante temperatuur worden gehouden. Een ingebouwde airconditioning zorgt ervoor dat de temperatuur constant rond de 18 graden blijft. Want batterijen houden niet van te hoge of te lage temperaturen. ‘De temperatuur van de batterijen is belangrijk voor de prestaties’, vertelde Erik Hoedemaekers van TNO op de Battery Day. ‘Bij een lage temperatuur wordt de interne weerstand hoger, bij een hoge temperatuur wordt deze lager. Maar het gaat niet alleen maar om het presteren van de accu, de temperatuur is ook een risico. Een te hoge temperatuur is niet altijd veilig. Dat hebben we bijvoorbeeld gezien bij de mobiele telefoons van Samsung.’
De batterijen van de autofabrikanten maken nu nog gebruik van verschillende koelmethodes. Zo maakt Tesla gebruik van koelkanalen tussen de cellen. Het nadeel hiervan is dat alleen de boven- en onderkant van de cellen worden gekoeld. Het koelsysteem van de BMW i3 batterijen is gebaseerd op een airco, waarbij een basisplaats constant wordt gekoeld. Maar volgens Hoedemaekers is het veel beter om te koelen op de terminals, tab cooling in plaats van surface koeling. Na 1.000 keer herladen is het verlies bij surface koeling drie keer zo hoog als bij tab cooling. TNO is nu bezig met het maken van een batterijenmodule met tab cooling.
Deze module wordt 36 cellen groot, waarvan 3 cellen parallel en 12 cellen in serie. Ook heeft TNO een patent aangevraagd voor het nog beter koelen van batterijen. Daar wilde Hoedemaekers echter nog niet veel over kwijt. Wel dat deze techniek de koeling met een factor 500 doet toenemen.
Luchtbatterij
Hoogleraar Mark Huijben van de Universiteit Twente ging in zijn betoog op de Battery Day in op de toekomst van de batterijen. Hij gaat er vanuit dat de komende tien jaar de lithium batterijen, een uitvinding van Sony uit 1991, nog de basis blijven voor nieuwe batterijen met meer energiedichtheid, een snellere oplaadsnelheid, een betere veiligheid en lagere kosten. Iedere batterij heeft nu nog echter zijn voor- en nadelen. Het wachten is op de lithium-lucht batterij. De ontwikkeling van deze li-air batterijen is al lange tijd bezig en Huijben verwacht niet deze batterij binnen tien jaar op de markt komt. Maar dat de gebruikte techniek in deze batterijen veel potentieel heeft, is wel duidelijk. Deze techniek zorgt er volgens Huijben voor dat de li-air batterij theoretisch een capaciteit heeft die 20 keer hoger is dan de huidige accu’s. Deze batterij werkt elektrische stroom op door aan de anodekant gebruik te maken van oxidatie van lithium en aan de kathodekant de reductie van zuurstof. Dit maakt dat de batterij een energiedichtheid kan behalen van rond de 12 kWh per kilo. Het nadeel van de li-air batterij is nu nog dat je maar een beperkt aantal keren kan herladen, de oplaadtijden lang zijn en de accu’s minder stabiel zijn dan de lithium-ion batterijen.