Provincie Groningen 29-10-2019

Dr Marnix ten Kortenaar

Ir. Bart Homan (PhD kandidaat)

Dr Diego F. Quintero Pulido

Gerrit Miedema 16-09-2019

Presentatie BIOTOOP HAREN

Dr Ten

2

/

Dr Ten

Dr Ten Battery history• 1994 air electrode development for new zinc air in

Leiden/Delft/PSI Switzerland.

• 1995-2000 Nanocolloids & electrocatalytical hydrogen storage in C1 electro-fuels

• 2008 restart of industrial R&D in:

– EV batteries

– Stationary batteries

– Solar fuels & fuel cells

– Water desalination

• 2018 Pilot production of seasalt batteries / demo projects

3 /

Dr Ten

Zeezoutbatterij

4 /

Dr Ten

Kenmerken

(calculatie/meting/schatting/literatuur)

5 /

Dr Ten

The battery is unique as…

• It can stand high temperatures

• It has a very long lifetime

• It can be discharged 100%

• It can be made from local seasalts, minerals, graphites

• It can be connected directly dc – dc to solar panels

• It uses relative low cost materials

• It uses relatively green materials

• It can be integrated directly with solar panels

• It can use a cradle to cradle production/recycling circle.

6 /

Dr Ten 7 /

Dr Ten 8 /

Dr Ten

Seasalt Battery – R&D

First generation box system

Multilayer battery solar panel

Generation 2 box system

High power clean EV battery

10/29/2019 Presentatie Kennisvoucher 10

COMPARISON BATTERIES

Dr Ten

Example 5 larger cells in parallel – 0,2C-0,02C

11 /

Dr Ten 12 /

Dr Ten

Mogelijke oplossing

Smart grids tezamen met energieopslag en slimme aansturing kunnen een oplossing bieden om tot gelijkmatigere netbelasting te komen.

13 /

Dr Ten

Doel project

Flexibiliseringsdiensten in coöperatief verband

Een inspirerende praktijkdemonstratie te ontwikkelen die praktische oplossingen en handvatten biedt en aanknopingspunten voor vervolgprojecten rond het leveren van flexibiliteitsdiensten in coöperatief verband.

14 /

Dr Ten

Combined Load of Farm/House + Solar PV

15 /

Solar PV can cover 100% of the load

during summer but no during winter

Dr Ten

Project

Praktijk evaluatie en demonstratie van slimme aansturing van energieopslag bij zeezoutbatterijen gecombineerd met lokale, collectieve energieopwekking uit wind en zon gericht op het mogelijk maken van flexibiliteitsdiensten voor energiecoöperaties in lijn van het model van het Universal Smart Energy Framework (USEF).

16 /

Dr Ten

Locatie

• Zonne pv veld

• 2 boeren

17 /

Dr Ten

USEF

18 /

1. Inzicht bewustwording

1. Energie monitor/app/workshop/groepsactiviteiten op besparing gericht.

2. Investeren in gezamenlijke assets

1. Woning isolatie/zon pv opeisen daken/zonneweide/windmolens

3. Zelf leveren van duurzame energie

1. Lokale groene energie/postcode roos/leveranciersvergunning nodig/ wat doe je met

programma verantwoordelijkheid

4. Peer to peer levering

1. lokale opwek lokaal gebruiken/minder gebruik van distributie transportnet

5. Optimaliseren energieverbruik

1. Minimale aansluitwaarde/maximaal eigengebruik/optimalisatie prijsverschillen/bij grote

tariefveranderingen netbeheerder mogelijk een interessante optie

6. Levering flexibiliteitsdiensten

1. Balancering-diensten aanbieden aan landelijke netbeheerder

2. Congestie diensten aanbieden aan regionale netbeheerder

3. Flexibele energiediensten voor marktpartijen/corporaties

4. Aggregator rol moet worden vervuld

7. Optimaliseren op community niveau / optimaliseren energy profiel

1. Maximaal eigenverbruik/beperking collectieve aansluitwaarde

Dr Ten

MOU klimaattop/provincie Groningen

19 /

Germany…..

20

21

Dr Ten

Discussie

22 /

Productpositionering

Een fundamentele vraag die al langer bij Dr Ten speelt is los van productie en

verdere productoptimalisatie is hoe de batterijen gepositioneerd/geassembleerd

kunnen worden in Groningen.

Met andere woorden moet de batterij:

1. geproduceerd en verkocht worden

2. moeten er projecten worden opgetuigd met gezamenlijk eigenaarschap

3. moet de batterij verleased worden.

4. moet de batterij mee gaan draaien met de zonnevelden-, windenergie en EV

mobiliteitsregelingen en als zodanig mee geleverd en mee gereguleerd.

5. Hoe goedkoop moet batterij zijn

6. Dr Ten ziet in het gebruik van de batterij 3 hoofdregimes:

1. peakshaving van zonne-energie

2. peakshaving van netpieken

3. loadshifting van avondconsumptie (bijv. door EV)

23

Energie van/naaar batterij DSO/EV/EC Level

Basis Product Spec / Business case Charge Discharge

Battery Average Best Case Worst case Average Beste Case Worst Case Uni/Bi-direct

Timescale kW KWh Time euro kW kWh Time euro kW kWh Time euro kW kWh euro kW kWh euro kW kWh euro

miliseconds

seconds

minutes

hours

days

Drivers

Energy2Battery

Solar hump

Solar peaks

Wind peaks

EnergyExchange

Grid peak use

Grid-EV

Solutions

Line fortification

Storage

local leveling / minimization

Gas2Electric

Subsidies

SDE

Others

System Development

24

Manuel production followed by semi-automatic and automatic

25

26

Jan Terlouw Innovation Price

2 Accenture Awards

in the Netherlands

Dr Ten

Product(s) Integration:

Modelling neighbourhood with University of Twente - Triana

27 /

16 houses model – 6 kWh already enough to make grid autonomous in summer!

Peaks taken from the grid already at 3 kWh batteries

Stepwise build up possible, so low initial costs…

Validation and risc ommittance by impedance measurements

-10 C +3 C +8 C +16 C +22 C +36 C +50 C +68 C +91 C

Influence of temperature

After cooling, improved battery

With antifreeze -30C till + 90 C

29

Dr Ten – Inverter - ICTGRID

Overheid

Consumer/Eenergiecooperatie

Technology

Bidirectional Data (voorspellen / meten / bijsturen)

Bidirectional Data

Bid

irec

tio

nal

Dat

a

Bidirectional Data (voorspellen / meten / bijsturen)

Bidirectional Data (voorspellen / meten / bijsturen)

Bidirectional Data (voorspellen / meten / bijsturen)

ICT , communication and Control

30

Example loadleveling testing of state grid

Dr Ten

Higher battery prices upon more mass production with

lithium. Lithium and lead cannot stand high Temp.

31 /

Dr Ten

Next steps

• Set larger demoprojects with governments

• Set more (project)sales

• Set stronger (international) partnership

• Set investment for innovation & sourcing

• Set investment automatic production unit

• Set investment assembling &integration

• Set investment installation &sales

32 /

33

International collaboration