Teake Zuidema
Met passieve magneten voor een frictieloze ophanging claimt Revterra efficiëntere vliegwielen te maken voor energieopslag in elektrische netwerken.
Het Texaanse Revterra claimt dat een 100 KWh vliegwiel dat het in ontwikkeling heeft met een verlies van hooguit 10% voor 4-5 uur energie kan opslaan. Volgens directeur Ben Jawdat is dit vliegwiel met een rotor van zeven ton een goed en milieuvriendelijk alternatief voor li-ion stacks in elektrische netwerken. Dit wordt mogelijk dankzij sterkere legeringen voor de rotor maar vooral door de frictieloze ophanging met permanente magneten.
Veel vliegwielen tollen in vacuüm dankzij actieve magnetische lagers. Zo’n frictieloze ophanging vereist een energieverslindende aansturing die het systeem minder efficiënt maakt. Revterra gebruikt geen actieve maar passieve magneten voor het stabiliseren van de rotor. Het magnetische veld wordt op zijn plaats gehouden met een hoge-temperatuur supergeleidend materiaal dat afgekoeld wordt tot -196°C door een standaard cryocooler.
Jawdat zegt in IEEE Spectrum dat, vooral dankzij de passieve magneten en een relatief kleine hoeveelheid supergeleidende materiaal, een 100 KWh vliegwiel van zijn bedrijf tijdens stationair draaien niet meer dan 50W consumeert. Bij een complete oplaad-ontlaad cyclus zou het vliegwiel dan hooguit 10% verliezen. Veel vliegwielen gebruiken bij het stationair draaien al gauw 800 tot 1000 W.
Vliegwielen kunnen razendsnel een relatief groot vermogen leveren. De vliegwielen van het Nederlandse bedrijf S4 Energy kunnen bijvoorbeeld worden gebruikt bij datacentra en ziekenhuizen waar een zeer korte stroomuitval of stroomdip al veel schade kan berokkenen. Een vliegwiel kan binnen een fractie van een seconde bijspringen totdat een noodgenerator op maximaal vermogen draait of batterijen de taak overnemen. Dankzij de snelle reactietijd zijn vliegwielen ook zeer geschikt om frequentiefluctuaties in een grid te uit te vlakken.
Omdat ze relatief weinig energie opslaan zijn vliegwielen tot nu toe niet veel gebruikt in publieke elektrische netwerken. Het Amerikaanse bedrijf Beacon Power pionierde in 2011 op dit terrein in de staat New York met een installatie van 200 vliegwielen van ieder vijf ton met een totaal piekvermogen van 20 MW. Dit systeem – bouwkosten $45 miljoen – opereert nog steeds en wordt vooral ingezet om fluctuaties in de frequentie (in de VS is dat 60 Hz) te nivelleren.
Revterra ziet een toekomst voor zijn frictieloze vliegwielen in stroomnetwerken en bij zonne- en windparken. Waar li-ion batterijen regelmatig vervangen moeten daar kunnen vliegwielen in principe decennia lang in bedrijf blijven.
