Techniek&Innovatie
'Platte natuurkunde’ zorgde voor een stabiele energiehuishouding op hybride superjacht Elfje (foto: Royal Huisman)

Pieter Dijkstra, Danfoss mobile elektrification


Slimme elektrische oplossingen dankzij platte natuurkunde

Karin Broer | vrijdag 4 mei 2018
Toeleveranciers, Scheepsbouw

Een E-ferry in Denemarken, LNG-catamarans van Doeksen, en in het oog springende hybride superjachten. Voor slimme elektrische oplossingen kom je al snel bij Visedo terecht, of Danfoss Mobile Electrification zoals het bedrijf sinds de overname van vorig jaar heet. Managing Director Pieter Dijkstra stond aan de wieg van de slimme, gewichtsbesparende vondsten.

In een hal op een bedrijventerrein in Heerenveen laat Pieter Dijkstra een proefopstelling zien: rijen accupakketten, bundels kabels, omvormers, machines, kasten en een bureau met vijf beeldschermen. Dijkstra, twee jaar geleden engineer of the year van de beurs Electric & Hybrid Marine, wijst op een blauwe generator. “Die levert 45 kW en daaraan gekoppeld staat een grijze die 200 kW levert. En hoewel de grijze dus veel meer kilowattuur levert zijn ze ongeveer even groot.” Lichter, efficiënter, minder grondstoffengebruik, in een notendop de voordelen van de producten van zijn bedrijf.

Electric Power Conversion (EPC) werd in 2010 opgericht op de zolderkamer van Dijkstra. Dijkstra werkte destijds bij Vacon in Gorinchem, een bedrijf in vermogenselektronica (tegenwoordig ook deel van Danfoss). Dijkstra: “Het begon allemaal in 2006 met de bouw van de Ethereal een innovatief hybride superjacht gebouwd door Royal Huisman voor Bill Joy, de bedenker van VOIP. Alewijnse was daar bij betrokken, Vacon ook. Op verzoek van klant en werf hebben we een hiervoor een drive train gebouwd met een DC bus-systeem. Dat was uniek voor die tijd en het is nog altijd de basis van de huidige systemen.”

In 2009 kwam er een vraag binnen over dieselelektrische voorstuwing voor een coaster. Dijkstra: “Dat waren de VG 6000 schepen van Abis shipping. We zagen een markt groeien voor systeem-oplossingen en toen hebben we hiervoor EPC opgericht.”

Dijkstra, opgeleid aan de Leeuwarder HTS, leerde vooral tijdens zijn afstudeerproject in Finland bij ABB veel bij over elektronische mechanica. “Daar werd veel gedaan aan motor control van magneetmotoren. Dat heb ik daar in de praktijk geleerd, want dat werd bijna niet gedoceerd in Nederland.”

Visedo

In 2014 kwam het Finse Visedo kwam in beeld. Dijkstra: “We waren in gesprek met Damen Gorinchem over een LNG binnenvaartschip. Wij gebruikten al de hardware van Visedo. De inkopers van Damen vonden dat we mooie dingen maakten, maar ze deinsden ervoor terug om de voortstuwing bij zo’n klein bedrijf in te kopen. De CEO van Visedo, Kimmo Rauma, kende ik al. Toen kwam de vraag: zou het niet handiger zijn om één bedrijf te worden?”

Vorig jaar werd Visedo verkocht aan het Deense Danfoss, officieel heet het bedrijfsonderdeel nu Danfoss Mobil Electronics. Het Nederlandse deel van het oude Visedo richt zich vooral op maritieme toepassingen. Het Finse deel is gespecialiseerd in de ‘Off road Vehicle Industry’, de grote tractoren, bulldozers, kranen, waarvoor Visedo magneetmotoren bouwt die zware werkzaamheden aan kunnen.

Uitbreiden

Inmiddels staan er twaalf mensen op de loonlijst in Heerenveen. Dit jaar gaan ze verhuizen naar een groter pand 150 meter verderop. “Daar willen we uitbreiden naar 20 à 30 man en we gaan een complete testvloer bouwen, zodat we verschillende systemen kunnen bouwen en testen samen met de werf en de eindgebruiker. 95 Procent moet klaar zijn voor de inbouw.”

De expertise van het bedrijf zit vooral in de in house ontwikkelde regelalgoritme en systeemlogica. Ook dat gaat terug naar het superjacht Ethereal. “Een elektrische magneetmotor werkt daar als generator voor energiehuishouding en deels voor de voortstuwing. De vraag was toen: gaan we het via wisselstroom of gelijkstroom doen? We hebben gekozen voor gelijkstroom. Het voordeel was dat we een kleinere motor en een kleiner hoofdbord konden gebruiken, met minder gewicht, meer rendement en minder omzettingen.”

‘Diesel is een grondstoffencrematorium als je kijkt naar het aantal joules energie dat deze techniek oplevert’

De volgende stap zette hij bij de ontwikkeling van het tweede hybride superjacht Elfje (gebouwd voor de vrouw van Google eigenaar Eric Schmidt). Dijkstra: “We hadden een proefvloer gemaakt met een 150 kW dieselmotor, 50 kW generatoren en 50 kW dummy load belasting. We kregen het toerental van de dieselmotor eerst niet stabiel. Het lukte maar niet. ’s Nachts werd ik om half twee wakker met de gedachte: we gaan uit van het principe wat de gebruiker afneemt moet de dieselmotor leveren, maar in de natuurkunde werkt het eigenlijk andersom: alle energie die je levert, gaat ergens naar toe. Op basis daarvan hebben we het algoritme aangepast en toen werd de motor stabiel. Eigenlijk is het platte natuurkunde wat we doen. De truc die we daar gebruikt hebben om de energiehuishouding zo te regelen dat hij stabiel werd, bestond nog niet. Dat is nog altijd de basis.”

Opvallende schepen

In het portfolio van het bedrijf zitten opvallende schepen, zoals superjacht Black Pearl, een driemaster met DynaRig-tuig, waarbij de schroeven alle energie voor het boordnet kunnen opwekken.

Het bedrijf werkt mee aan de nieuwe veerboten van Doeksen, waarbij LNG-motoren en het gebruiken van restwarmte van de uitlaatgassen via een Orcan-systeem wordt gecombineerd. De ORC-generatoren leveren stroom aan twee accubanken die via omvormers onder meer energie leveren aan twee elektrische boegschroeven.

Helemaal elektrisch is de Deense e-ferry, die eind 2018 van Søby op Aero naar Fynshav en Faaburg gaat varen. De accupakketten aan boord worden met een snellader op de wal steeds opgeladen. “Giethoorn in het groot”, aldus Dijkstra.

“Eigenlijk is de spannendste periode wel voorbij voor ons. Het gaat er nu vooral om het eigen proces te verbeteren. De opstart moet in drie dagen kunnen, nu is het nog drie weken. En de kostprijs willen we verder omlaag brengen. De schroefasmotoren van de Black Pearl kostten in 2013 50.000 euro, hetzelfde ontwerp in 2018 20.000 euro. Het moet naar 13.000 euro, maar de grootste stap is al gezet.”

Grondstoffencrematorium

Waar verwacht hij dat elektrische voortstuwing een rol zal gaan spelen in de maritieme wereld? “De zeevaart ligt moeilijk. In de superjachtenwereld is nog wel een slag te halen, omdat geld daar minder een rol speelt. Verder in de binnenvaart. Daar zijn ook veel ontwikkelingen, omdat je die grote diesel in de Rijnvaart alleen nodig hebt om de berg op te varen, bergaf gaat vanzelf.”

‘In Scandinavië moeten reders betalen voor uitstoot van CO2 en NOx, dan kan het uit om elektrisch te gaan varen’

Veerboten kunnen volgens Dijkstra volledig elektrisch. “De Wagenborg-veren naar Schiermonnikoog en Ameland zouden compleet elektrisch kunnen. Maar de vraag is vooral: gaan we uitstoot van CO2 en NOx beprijzen? In Scandinavië moeten ze er voor betalen, dan kan het uit om elektrisch te gaan varen. Accutechniek wordt gauw te duur gevonden, maar dat komt vooral omdat we gewend zijn aan fossiele brandstof die te goedkoop is. Diesel is een grondstoffencrematorium als je kijkt naar het aantal joules energie dat dieseltechniek oplevert.”

Wat zou Dijkstra een reder adviseren? “Dan zou ik het schip zo maken dat het met verschillende energiedragers uit de voeten kan: een dieselgenerator, een brandstofcel, een windmolen en wat er nog maar komen gaat. Vergelijk het met een energienetwerk; dat krijgt nu energie binnen uit waterkracht, uit windmolens, zonne-energie, naast elkaar. Ik zou een schip zo neerzetten dat de voortstuwing en het powerplan modulair kan variëren. En als ik reder zou zijn, zou ik kijken wat het me bespaart als ik later aan kom. Misschien zegt de klant wel: een dag later is ook prima.”

Aanmelden nieuwsbrief

Meld je nu aan voor de nieuwsbrief en blijf op de hoogte van het laatste nieuws van Maritiem Nederland.

Abonneer je nu!

Bestel nu GRATIS 2 proefnummers

Bent u nog niet bekend met Maritiem Nederland? Vraag dan hier uw proefabonnement aan!

Bestel nu GRATIS 2 proefnummers

Word ook abonnee!

Neem nu een abonnement en ontvang elke maand hèt vakblad voor de maritieme sector op de deurmat.

Sluit nu een abonnement af

Partners Maritiem Nederland