Weco wekt met 5G duurzame energie op in zee

Vooruitlopen op de energietransitie: dat willen Cas van de Voort en Luc Hogervorst. Met alleen zonne- en windenergie worden de klimaatdoelstellingen namelijk niet behaald. Daarom richtte het tweetal in 2023 Weco op. Weco staat voor Wave Energy Collective. Deze innovatieve start-up ontwikkelt een apparaat dat golven op zee omzet in duurzame energie. 

‘De energietransitie gaat al erg goed’, vertelt Van de Voort. ‘Elk jaar verbreken we records met het opwekken van steeds meer duurzame energie en worden nieuwe technologieën steeds goedkoper en efficiënter. Dat is heel mooi, maar de doelen die we in Nederland voor onszelf hebben gesteld, zijn erg ambitieus. We willen veel, maar met alleen wind- en zonne-energie gaan we onze doelen niet halen. Luc en ik zien de energietransitie eigenlijk als een grote puzzel. Wind- en zonne-energie zijn belangrijke stukjes van die puzzel, net als bijvoorbeeld steeds slimmere batterijtechnologie. Samen houden we ons bezig met het volgende puzzelstukje: golfenergie. Hiermee kun je heel vaak energie opwekken. Ook als het windstil is of de zon niet schijnt.’ 

2x zoveel energie uit golven op zee

Het idee voor de wave energy converter van Weco komt van Hogervorst. Hij volgde een dubbele master in Werktuigbouwkunde en Systems and Control aan de TU Delft en combineerde dat in zijn afstudeeronderzoek met het onderwerp golfenergie. Van de Voort: ‘Een wave energy converter is een systeem waarmee je energie opwekt uit golven op zee. Het is geen nieuwe uitvinding van ons, maar een concept dat al langer bestaat. Toch is ons systeem anders. Bij een traditionele wave energy converter wordt energie meestal opgewekt uit de verticale golfbeweging. Dat betekent dat het systeem op en neer gaat in de golven om energie op te wekken. Maar tijdens zijn onderzoek kwam Luc erachter dat je twee keer zoveel energie kan halen uit horizontale golfbewegingen, dus heen en weer.’ 

Zee als energiebron

‘Na zijn studie is Luc parttime bij een ingenieursbureau gaan werken’, vertelt Van de Voort verder. ‘Ook werkte hij parttime aan het idee voor een wave energy converter die energie opwekt uit deze horizontale golfbewegingen. Hij zag er steeds meer mogelijkheden voor en wilde er honderd procent voor gaan, maar niet alleen. Toen kwam ik in beeld. Ik heb Science en Innovation Management gestudeerd en houd van allerlei activiteiten op het water, zoals surfen, kitesurfen, vissen en duiken. Ik had nooit aan de zee als energiebron gedacht, maar werd meteen enthousiast toen Luc me erover vertelde. We hebben elkaar eind 2022 ontmoet en zijn een paar maanden later Weco gestart.’

Een kleinschalig en lichtgewicht systeem

Traditionele wave energy converters zijn heel grote apparaten. Om de ontwikkeling van hun systeem te versnellen en de kosten laag te houden, ontwikkelden Van de Voort en Hogervorst een kleinschaliger systeem van één meter lang en minder dan honderd kilogram. Dat had een verrassend voordeel, vertelt Van de Voort: ‘Wat we hebben ontdekt, is dat er allerlei doelgroepen zijn die een kleinere energiebehoefte hebben dan de energie die een windmolen kan leveren. Voor die doelgroep is windenergie eigenlijk te groot. Maar zonne-energie is te klein, dus ook dat werkt niet. Denk bijvoorbeeld aan eilanden. Soms zijn die zo klein dat er geen windmolens nodig zijn om elektriciteit te leveren aan het hele eiland. Vaak importeren die eilanden al hun energie, bijvoorbeeld in de vorm van diesel. Een prima oplossing, maar wel één die veel uitstoot en duur is. Wat ook kan, is dat er geen windmolens in de buurt van een eiland kunnen staan. Bijvoorbeeld omdat ze in een gebied liggen waar vaak orkanen voorkomen. Een orkaan kan een windmolen omverblazen, waardoor het geen geschikte oplossing is. Ons systeem ligt in het water. Het is kleinschalig, lichtgewicht en een stuk goedkoper dan een windmolen of het importeren van brandstof. Dat maakt het een goed alternatief. Onze wave energy converter is één meter groot, maar het kan groter als dat nodig is. De maximale grootte waar we nu aan denken voor ons systeem is twaalf meter. Dan past het nog in een zeecontainer en is het dus goed te vervoeren.’  

Zo werkt de wave energy converter

‘De wave energy converter is, heel simpel gezegd, een drijvend platform’, vertelt Van de Voort. ‘Het drijft op het water, want aan de oppervlakte zit de meeste energie van de golven. Onder het platform hangt een plaat. Als daar water tegenaan botst, duwt dat de plaat naar voren. De golf beweegt iets sneller dan de plaat, waardoor ons apparaat in beweging komt. Hoe verder de plaat uit het middelpunt raakt, hoe meer spanning er op het systeem komt. Als de golf voorbij is, gaat de plaat terug naar zijn middelpunt waar de volgende golf alweer aankomt. Die neemt de plaat weer mee naar voren en zo blijft het apparaat in beweging. Die constante verplaatsing wordt omgezet in een rotatie van een as die aan een generator zit. De rotatie wordt omgezet in elektriciteit die we opvangen en met flexibele zeekabels naar een centraal opslagpunt brengen. Vanaf daar kan je de elektriciteit vervolgens naar het land transporteren. Of, als ons systeem in de buurt van een windmolenpark staat, naar het tussenstation daarvan.’   

Stabiliteit, dat is de kracht van 5G

De wave energy converter van Weco is volop in ontwikkeling. Dat betekent dat er in deze fase veel getest wordt. Van de Voort: ‘In deze ontwikkelfase willen we zoveel mogelijk informatie en data uit ons systeem halen. Zo kunnen we problemen zo vroeg mogelijk ontdekken en oplossen. We meten bijvoorbeeld hoeveel stroom ons apparaat opwekt, hoe snel de as draait en hoe vaak die draait. Dat doen we met slimme sensoren. Ook werken we met verschillende camera’s. Daarmee kunnen we zien hoe ons apparaat er van binnen en buiten uitziet. Zo kunnen we bijvoorbeeld snel zien of we iets moeten repareren. Alle data en video’s worden naar ons kantoor verzonden via een supersnelle 5G-verbinding. Die is heel belangrijk voor ons, want zonder die verbinding zouden we steeds naar ons apparaat toe moeten om data uit te lezen. Dat is duur, ingewikkeld en het duurt lang. Allemaal dingen die je niet wil.’  

Back-up

Een andere optie is om alle data via een kabel naar het land te laten versturen’, vertelt Van de Voort verder. ‘Maar onze testlocatie in de Noordzee ligt twaalf kilometer van de kust van Scheveningen af. Ook dat is niet handig en erg duur. Door de stabiele, draadloze 5G-verbinding die we nu gebruiken, kunnen we op elk moment heel precies zien hoe het met ons apparaat gaat. Als de verbinding een paar seconden wegvalt, want dat kan soms gebeuren op zee, dan wordt alle data netjes in pakketjes gebundeld en naar de cloud verstuurd als de verbinding weer online is. Door 5G kunnen we dus niet alleen live zien hoe het met ons apparaat gaat, maar hebben we ook een goede back-up van al onze data in de cloud.’  

Samen met Odido Business

De 5G-verbinding waar Van de Voort het over heeft, is van Odido. Hij vertelt over de samenwerking: ‘Odido ondersteunt onze missie en gelooft in waar we mee bezig zijn. We vertelden over onze grootste uitdaging, een stabiele verbinding op de Noordzee en onderwater, en daar helpt Odido ons nu mee. Met simkaarten, en advies over hoe je bijvoorbeeld makkelijk en snel grote hoeveelheden data kunt versturen. Ook monitort Odido onze simkaarten. Dat betekent dat we de verbinding van elke simkaart heel precies kunnen checken. Je kan echt elke seconde zien of die verbonden is of niet, heel interessant. Ik hoop dat energie uit golven de komende jaren meer op de kaart wordt gezet in Nederland. In Europa wordt golfenergie al best breed gedragen, maar in Nederland is er nog maar weinig steun vanuit de overheid. Waar ik vooral op hoop, is dat we ons systeem kunnen blijven doorontwikkelen. En dat we het op grote schaal in kunnen zetten, zodat we mensen over de hele wereld kunnen helpen aan duurzame energie.’