EO
Laatste nieuws:

Ultrasoon sensoren in de ‘Blue Battery’

Ultrasoon sensoren in de ‘Blue Battery’

Met vaak maar bescheiden afmetingen maken sensoren in veel applicaties het verschil. Bijvoorbeeld in de Blue Battery van AquaBattery; een opslagsysteem voor elektrische energie dat gebruik maakt van membraantechniek, water en keukenzout. Voor het meten van het niveau van de vloeistoffen in de verschillende tanks zijn in de eigen werkplaats testen uitgevoerd met de ultrasoon sensoren van elobau. Robuuste meetelementen met de juiste IP-klasse, gewenste nauwkeurigheid, meetbereik en de mogelijkheid om uit te lezen door de betreffende besturing.

 

AquaBattery werd een aantal jaren opgericht door vijf jonge mannen die specifieke ideeën hadden over een goedkope maar doeltreffende manier om elektrische energie op te slaan. Een belangrijk thema in een tijd waarin een overschot aan energie dreigt als gevolg van overproductie van PV-panelen en terug leveren niet altijd mogelijk of lucratief (meer) is.

 

Pilot in ‘The Green Village'

Nu zijn er vele mogelijkheden om energie op te slaan, waarvan de reguliere ‘accu' - die met lood- of lithiumcellen werkt - de meest bekende is. Een belangrijk nadeel van accu's van dit type is echter dat de gebruikte materialen deels giftig zijn, bovendien duur én brandbaar, tot aan explosiegevaar aan toe.

 

Hoe kan het anders?

Met allen een achtergrond in het thema ‘water', lag de oplossing voor Blue Battery in het opslaan van energie door gebruik te maken van het potentiaalverschil dat bestaat tussen zout en zoet water. "De techniek om juist elektriciteit te produceren door zout en zoet water langs membranen te laten stromen, is al bekend uit de jaren '60" geeft COO Emil Goosen aan. "Door het principe om te draaien is het echter ook mogelijk met dezelfde membraantechnologie de energie op te slaan, en dat is precies wat er gebeurt in onze Blue Battery. Een systeem dat bestaat uit twee of drie tanks gecombineerd met leidingwerk, pompen en de membraansets. De besturing bepaalt op basis van de geleidbaarheid van de media, het niveau in de tanks en de druk welke vloeistoffen in welke richting moeten stromen om de accu naar wens op te laden of juist te ontladen."

 

In de eigen werkplaats in Leiderdorp zijn vele testen uitgevoerd met membraanpakketten en vermogens tot ongeveer 1 kW. Hiermee is uiteindelijk een opstelling ontwikkeld die in een eerste pilot in ‘the Green Village' in Delft wordt getest. Emil Goosen: "Dit project is vooral uitgevoerd in het kader van ‘opschalen'. Een belangrijke stap omdat een dergelijke pilot moet uitwijzen dat de succesvolle werking op laboratoriumschaal ook in grotere systemen goed en betrouwbaar werkt. Deze eerste pilot maakt gebruik van 10 kuub zoet water, verdeeld over verschillende tanks. Inmiddels draait hij volledig naar wens en heeft ertoe geleid dat er nu ook wordt gewerkt aan een tweede en derde pilot waarmee we naar nog grotere vermogens gaan."

rgr 

 

Niveaumeting

Om het niveau in de tanks te meten werd in eerste instantie geëxperimenteerd met capacitieve sensoren. Deze bleken echter niet nauwkeurig genoeg en gaven bovendien teveel fluctuaties. Op de Aquavakbeurs in maart 2018 maakte elobau kennis met het project van AquaBattery en stelde vervolgens voor om ultrasoon sensoren toe te passen.

 

Ultrasoon sensoren

Dit type sensoren omvat zowel een zender die ultrasoon geluid produceert als een ontvanger die het teruggekaatste geluid weer opvangt. Op basis van de tijd die het duurt voordat het geluid terugkeert, bepaalt de sensor de afstand tot het te detecteren object of de oppervlakte. Naast het feit dat het hier altijd gaat om een contactloze meting, detecteren ultrasoon sensoren vorm- en kleuronafhankelijk. Dat betekent dat ze ook spiegelende en transparante voorwerpen of oppervlakken detecteren evenals gladde of juist zeer grillige varianten. Dit maakt ultrasoon sensoren geschikt voor zeer uiteenlopende toepassingen én zeker voor de Blue Battery.

 

Gerard van de Griendt, sales manager industrial applications bij elobau: "Het innovatieve AquaBattery heeft zelf geëxperimenteerd met verschillende ultrasoon sensoren waarvan we samples beschikbaar hebben gesteld. Nadat uit testen was gebleken dat ultrasoon meten inderdaad geschikt was voor deze toepassing, hebben we ook gekeken naar de uiteindelijke uitvoering van de bijbehorende sensor. Zo bestaat de keuze onder meer uit een kunststof en rvs en behuizing en moesten we uitzoeken of een lange of korte variant het beste zou passen. Daarnaast is de beschermingsgraad van belang evenals de bestendigheid tegen zout water, en uiteraard de meetrange. Emil Goosen vult aan: "Het uitlezen van de sensoren, op basis waarvan onder meer de pompen worden aangestuurd, gebeurt via eigen geschreven programmatuur en geïndustrialiseerde PLC's. De laatste zijn eenvoudig te programmeren en robuust genoeg voor gebruik in industriële toepassingen."

 

Veilig systeem

Met het uiteindelijke ontwerp van de Blue Battery zijn eindgebruikers niet alleen zeker van een efficiënte en verzekerde opslag van elektrische energie, maar profiteren bovendien van een product dat veilig is voor mens en omgeving. Lekkage van de vloeistoffen levert immers geen risico op waardoor deze batterij ook zonder problemen en extra vergunningen is te transporteren. Bovendien is het ‘overladen' van de accu's niet mogelijk én heeft het laden en ontladen geen invloed op de levensduur van de batterij.

 

Tweede pilot

Na de succesvolle pilot in Delft wordt er nu gewerkt aan een grotere opstelling in Gorinchem. Hier wordt gebruik gemaakt van de dubbele hoeveelheid zoet water (20 kuub) dat eveneens verdeeld is over verschillende tanks die gekoppeld zijn. Het uiteindelijke doel is te komen tot een systeem van in totaal 2.000 kuub. Emil Goosen: "Het systeem in Gorinchem wordt ondergebracht in een zeecontainer waar momenteel begonnen is met de assemblage van componenten. Dit moet ongeveer eind maart gereed zijn. Hier wordt nog géén gebruik gemaakt van de elobau ultrasoon sensoren omdat de keuze gevallen is op een aantal kleinere tanks waarin al een sensor was geïntegreerd. Deze sensoren geven echter alleen uitersten aan. In de uiteindelijke toepassing willen we wél de sensoren gaan gebruiken die we in overleg met elobau hebben geselecteerd."

 

Ik ga ervan uit dat dit in de derde pilot wel gebeurt maar hiervoor zijn we ook afhankelijk van andere partners die met ons samenwerken in het kader van een H2020 project. Aan de andere kant is het hier eenvoudig de beste oplossing omdat we dan wederom naar een groter systeem gaan met grotere en hogere tanks. De benodigde sensoren moeten dan een voldoende groot meetbereik hebben en een nauwkeurigheid van rond de 0,1%; en dat is bij uitstek mogelijk met de ultrasoon varianten die we eerder hebben geselecteerd."

  

Ultrasoon sensor UC18PIC-220S

gr

De ultrasoon sensoren die AquaBattery voor haar ‘BlueBattery' selecteerde staan in de catalogus van elobau onder de naam ‘UC18PIC-220S'. Het gaat hier om een kunststof (PBT) sensor met een M18 buitendraad en een meetbereik van 200 - 2.200 mm. Naast een analoge 4 - 20 mA uitgang is deze ultrasoon sensor tevens uitgerust met een push-pull uitgang. Door het relatief grote meetbereik is deze variant geschikt voor de grotere tanks die gepland staan voor de derde pilot. De kunststof behuizing maakt de sensor bovendien bij uitstek toepasbaar in tanks met zout water; dit in tegenstelling tot rvs-uitvoeringen die in eerste instantie waren gekozen.

 


Download hier de PDF
 

Product van de maand

RSS
In-cylinder potentiometer voor hydraulische cilinders

Althen Sensors & Controls introduceert nieuwe lineaire positiesensoren: magnetorestrictieve sensoren en in-cylinder...

Focus op

ABB BV
ABB BV

Machineveiligheid, systemen en componenten

B&R Industriële Automatisering BV *
B&R Industriële Automatisering BV *

Perfection in Automation

Elobau Benelux BV *
Elobau Benelux BV *

creating sustainable solutions

Pilz Nederland
Pilz Nederland

Voor industriële (veilige) automatiseringsoplossingen

Ringspann Benelux BV
Ringspann Benelux BV

Partner in aandrijf- en opspantechniek

Rotero Holland BV
Rotero Holland BV

Stappenmotor - Servomotor - Elektro Magneet

Tosec
Tosec

Specialist in plaatbewerking

Download gratis engineering boeken

A gratis boeken downloaden