Technologie
High-power, groot in capaciteit & volledig groen
Wij leveren groene energie waar en wanneer dan ook. De Watermeln-waterstofaggregaatoplossing bestaat uit twee componenten: de WM-200 unit en externe waterstoftanks.
Een intelligente batterij & brandstofcel combinatie
De Watermeln 200 is een innovatief aggregaat dat werkt op basis van chemische reacties, wat betekent dat er geen verbranding plaatsvindt. De brandstofcel zet waterstof om in elektriciteit en warmte via een chemisch proces, terwijl de batterij zorgt voor de levering van piekvermogen en een optimale balans tussen vraag en aanbod.
Onze waterstoftanks slaan waterstofgas op hoge druk op, waardoor er veel meer gas in één kubieke meter past. De waterstof wordt geproduceerd door water te splitsen in zuurstof en waterstof met behulp van elektriciteit afkomstig van regionale hernieuwbare energiebronnen zoals wind of zon.
Zo realiseren we niet alleen emissievrije stroom op locatie, maar is de hele keten duurzaam en vrij van uitstoot.
WM-200
De mobiele waterstof aggregaat op basis van brandstofcel- en batterijtechnologie. De unit kan in 3 bedrijfsmodus draaien: stand-alone off-grid, netgekoppeld of aan een extra batterij voor peak load.
-
Vermogen
- Piek: 360 kW AC
- Continu: 200 kW AC (1/2 uur) - 80 kW AC (24/7)
-
Capaciteit
- Batterij: 120 kWh
-
Output
- 2x Powerlock 380A
- 2x 125A 5p
- 1x 63A 5p
- 1x 32A 5p
- 1x 16A 5p
-
Input
- Brandstof: Waterstof 5.0 kwaliteit
- Druk: max 35 bar, tot 500 bar met een externe reduceer
- Power: 1x 63A 5P (max 22 kW)
-
Operationele temperatuur
- -15 tot 45 graden °C (actieve conditioning)
-
Gewicht en afmetingen
- 4500 kg
- 2,99 x 2,44 x 2,59 meter (10ft container)
-
Certificering en veiligheid
- ADR wegtransport
- CE keuring (NEN-EN-ISO 12100:2010, NEN-EN 13854:2019, NEN-EN-IEC 60204-1:2018, PED 2014/68/EU SEP art. 4.3)
- Explosie veiligheid document (ATEX)
-
Monitoring & control
- GPS & 4G online monitoring en commando's
- Fysieke aansturing en monitoring
Waterstoftanks
Elke Watermeln unit wordt standaard geleverd met een of meerdere waterstoftanks.
-
Waterstof type
- Groene waterstof (uit elektrolyse)
-
Energie inhoud
- 13.7 MWh
-
Bruikbare elektrische energie
- 6.7 MWhe
-
Maximale druk
- 300 bar
-
Maximale inhoud
- 465 kg H2
-
Bruikbare inhoud
- 418 kg H2
-
Afmetingen
- 6,06 x 2,44 x 2,59 meter (20ft container; version 1)
- 9,12 x 2,44 x 2,59 meter (30ft container; version 2)
Hoog in power
Door Li-ion batterijen en brandstofcellen slim te combineren kunnen we voor korte en lange duur vergelijkbare hoge vermogens leveren, zoals met een conventionele diesel aggregaat. Door deze intelligente ben je zeker van een krachtige emissieloze stroombron, zelfs als de waterstof wordt gewisseld.
Groot in capaciteit
Groene waterstof, de energiedrager van de toekomst, biedt tot 10x meer energie per m3 dan batterijen. Dankzij ons quickfill systeem is binnen 10 minuten tot wel 7 MWh beschikbaar, essentieel voor energie-intensieve projecten of beperkte ruimtes.
100% Groen
Emissieloos bouwen of feesten, toekomstmuziek? Nee hoor, dat kan vandaag al. Samen bouwen we aan een toekomst waar duurzame stroom de norm is, zonder CO2, stikstof of fijnstof uitstoot. Zo dragen we bij aan een schone wereld en een gezonde leefomgeving. Oja, bovendien houden we puur drinkwater over dat we kunnen hergebruiken.
Mobiel plug & play
Onze Watermeln 200-technologie is geïntegreerd in een standaard 10ft container. Dankzij gestandaardiseerde afmetingen en hijspunten kunnen ze gemakkelijk op vrachtwagens, schepen en treinen worden geladen, waardoor wereldwijd transport efficiënt en flexibel is. Het aansluiten op waterstof en de gebruiker is een snelle en eenvoudige procedure.
Ontzorging
Bij Watermeln staat ontzorging centraal. Onze service omvat niet alleen de levering van schone energie, maar het complete pakket: transport, vakkundige installatie, nauwkeurige monitoring en de benodigde waterstoflevering. Zo nemen we alle zorgen uit handen en bieden we duurzame energieoplossingen die perfect aan uw behoeften voldoen.
Online monitoring
Onze IoT-mogelijkheden openen een wereld van voordelen. Dankzij sensoren en verbindingen kan het systeem realtime gegevens verzamelen over brandstofniveaus, prestaties en onderhoudsbehoeften. Hierdoor wordt proactief onderhoud mogelijk, wordt stilstand geminimaliseerd en wordt de efficiëntie geoptimaliseerd. Als klant krijgt u bovendien toegang tot essentiële gegevens en inzichten, zodat u altijd goed geïnformeerd bent.
Geluidsstil
De Watermeln-units bieden aanzienlijke voordelen ten opzichte van dieselgeneratoren, met name vanwege hun geluidsstilte. Terwijl dieselgeneratoren vaak luidruchtig zijn en geluidsoverlast veroorzaken, werkt ons systeem vrijwel geruisloos. Dit maakt ze ideaal voor gebruik in woonwijken en op andere locaties waar geluidsvermindering cruciaal is. Hiermee dragen we bij aan een meer milieuvriendelijke en rustige leefomgeving, zonder in te leveren op energievoorziening
Hoe werkt het nou eigenlijk?
Waterstofgas (H2) is een veelbelovende en milieuvriendelijke energiedrager met diverse toepassingen, zoals brandstof voor voertuigen, elektriciteitsopslag en industriële processen. Een van de meest gebruikte methoden om waterstof te produceren, is elektrolyse, gevolgd door opslag onder hoge druk. We leggen het stap voor stap uit:
1. Duurzame energie, zoals zonne- en windenergie, is onze energiebron
Deze bron raakt niet uitgeput, veroorzaakt minimale vervuiling en vermindert de afhankelijkheid van fossiele brandstoffen. Door waterstof te produceren uit deze duurzame bron vergroten we de capaciteit van duurzame energieproductie, lossen we problemen van overproductie op en voorzien we afgelegen gebieden van groene stroom die voorheen buiten bereik lagen.
2. Elektrolyse voor waterstofproductie
Elektrolyse is een chemisch proces waarbij water (H2O) wordt gesplitst in waterstofgas (H2) en zuurstofgas (O2) met behulp van elektrische stroom. Dit proces vindt plaats in een elektrolysecel, waarin water wordt ondergedompeld en twee elektroden worden geplaatst, meestal gemaakt van platina of andere katalytische materialen.
3. Opslag van waterstof op hoge druk
Na de productie via elektrolyse moet waterstof worden opgeslagen voor toekomstig gebruik. Een veelvoorkomende methode voor waterstofopslag is op hoge druk. Het samengeperste waterstofgas wordt bewaard in speciale tanks die ontworpen zijn om de hoge druk te weerstaan. Meestal worden drukniveaus bereikt van 350 tot 700 bar (5.000 tot 10.000 psi), afhankelijk van de specifieke toepassing. In ons geval maken we gebruik van tanks met 300 of 500 bar.
4. Transport en gebruik
Het opgeslagen waterstofgas kan worden vervoerd naar locaties waar het nodig is, bijvoorbeeld bij bouwplaatsen of festivals. Bij gebruik wordt het waterstofgas vrijgegeven uit de tanks, gedistribueerd en omgezet in elektriciteit en warmte door ons brandstofcel systeem.
Boek nu je Watermeln aggregaat
Na het invullen van het formulier neemt het Watermeln team zo snel mogelijk contact met u op.
Veelgestelde vragen
Vind hier de veelgestelde vragen over Watermeln en onze producten
Algemeen
Waar kan ik de algemene voorwaarden vinden?
De algemene voorwaarden kunnen via deze link geraadpleegd worden, daarnaast zijn de voorwaarden ook gedeponeerd bij de KVK; Watermeln B.V.
Financieel
Is de oplossing van Watermeln duurder dan een (hybride) diesel generator?
Dat hangt af van het project, de looptijd, de energiebehoefte en de marktprijs voor waterstof. Over het algemeen geldt: hoe meer energie er wordt verbruikt, hoe lager het prijsverschil. Dit komt doordat ons systeem efficiënter is, waardoor de kosten per kWh lager zijn. Omdat de brandstofceltechnologie nieuw is, is de huurprijs momenteel hoger. Als je beide kosten combineert tot een total cost of operations (TCOP), kunnen we in de meeste gevallen concurreren met hybride diesel generatoren.
Hoe werkt het prijsmodel van Watermeln?
Energie op zich is al complex genoeg, daarom hebben we ons prijsmodel vereenvoudigd.
De kosten zijn opgebouwd in twee componenten
- Een servicetarief
- Gebruikstarief
Het servicetarief omvat: huur, installatie, transport en online monitoring (incl. gebruikerstoegang)
Het gebruikstarief omvat: waterstofgas en transport.
Wat is niet inbegrepen?
- Bekabeling
- Transport naar afgelegen locaties (eilanden, bergen, onverharde wegen)
- Levering en ophalen buiten normale kantooruren
Veiligheid
Voldoet de Watermeln unit aan de benodigde certificering en standaarden?
De Watermeln unit is CE gekeurd door een onafhankelijke partij en voldoet daarbij aan de behorende NEN & ISO standaarden. Ook voldoet het aan de Europese ATEX richtlijnen en is er een explosief veiligheidsonderzoek en documentatie opgesteld.
Heeft een waterstof generator dezelfde veiligheidseisen als een diesel generator?
Anders dan een diesel generator werkt de Watermeln 200 volgens een chemische reactie, in plaats van een oxidatiereactie (verbranding). Daarom is de huidige milieuregelgeving voor "Stookinstallaties" hier niet van toepassing.
De dienst die wij leveren is altijd van tijdelijke aard en wordt daarom niet beschouwd als een "inrichting". Hierdoor valt het niet onder het Besluit Activiteiten Leefomgeving (BAL) en Besluit Omgevingsrecht (BOR).
De levering en installatie van de H2-gasflessen moet voldoen aan de PGS 15 richtlijnen. Zolang het totale waterstofgas flessen systeem <1 ton H2 bevat en direct op het systeem aangesloten blijft, zijn deze activiteiten niet vergunningplichtig. Een officiële kennisgeving (meldingsplicht) > 4 weken voorafgaand aan de waterstof activiteiten aan het bevoegd gezag is wel vereist. Bepaalde plaatselijke voorschriften kunnen eventueel van toepassing zijn. Wij raden dan ook aan om dit te melden en te bespreken met de lokale milieu- en veiligheidsautoriteiten.
Welke veiligheidseisen moet ik in acht nemen?
Het totale systeem volgt de richtlijnen van PGS 15 en ATEX, waarin o.a. staat:
- ATEX zonering; zone 2 van toepassing. Deze zone is niet toegankelijk voor onbevoegde, is vrij van ontstekingsbronnen en PBMs zijn van toepassing
- Het systeem is omgeven door een hekwerk (min. 1 meter hoog), met gesloten omtrek en is van buiten en binnen voor bevoegd personeel toegankelijk.
- Plaatsing op een rechte en verstevigde ondergrond die ten minste de volgende gewichten kan dragen
Watermeln: 470 kg per m2
- Waterstof: 650 kg per m2
- Te allen tijde directe toegang tot de installatie te voet en per voertuig voor veiligheidsdiensten.
- Aanbevolen veiligheidsafstand is 12×8 meter, vrij van ontstekingsbronnen. Minimale afstand tussen Watermeln en waterstoftank is 5 meter. Een kleinere footprint is mogelijk met een brandwerende scheiding tussen waterstof en bronnen die kunnen ontbranden.
- Elektrisch geaard systeem, voor de waterstoftank dient hiervoor een aardpen geslagen te worden. De Watermeln unit zelf is een zwevend systeem en geaard met een ISO-watcher.
Specifieke veiligheidseisen zijn gebonden aan locatie, toegankelijkheid en projectomschrijving. Watermeln kan u hierbij begeleiden.
Waterstof
Is waterstof duurzaam?
De koolstofvoetafdruk van waterstof hangt af van de bron. Hoewel waterstof vrij is van schadelijke emissies op het punt van gebruik, kan er koolstof vrijkomen in de atmosfeer tijdens de productie ervan. Er zijn talloze manieren om waterstof te produceren, maar laten we ons in het kader van deze vraag concentreren op de drie belangrijkste soorten waterstof productietechnieken:
Groene waterstof wordt geproduceerd door elektrolyse van water (waarbij H2O wordt opgesplitst in H2 (waterstof) en 02 (zuurstof)), hiervoor wordt uitsluitend elektriciteit uit hernieuwbare bronnen gebruikt.
Blauwe waterstof wordt geproduceerd uit aardgas via een proces dat stoomreforming heet, waarbij de resterende CO2 wordt afgevangen via een vorm van CO2 afvang en -opslag (CCS), en kan worden beschouwd als "koolstofarm".
Grijze waterstof geproduceerd uit aardgas zonder afvang en opslag van koolstof (CSS), en kan worden beschouwd als "koolstofrijk".
De meeste bestaande gebruikers van waterstof (voornamelijk industriële bedrijven) gebruiken momenteel grijze waterstof, omdat dit de meest voorkomende vorm van waterstof is. Door de dalende kosten van hernieuwbare energie en hardware, en strengere regelgeving, neemt groene waterstof snel toe.
Wat voor soort / kleur waterstof gebruikt Watermeln?
Watermeln gebruikt alleen hoge kwaliteit (5.0) groen gecertificeerde waterstof gemaakt van elektrolyse direct aangesloten op een duurzame energiebron, of gecontracteerde PPA wind- en zonne-energie. De waterstof die Watermeln gebruikt heeft bij productie en gebruik dus geen uitstoot van schadelijke emissies zoals CO2, fijnstof en NOx.
Moet ik zelf de waterstof regelen?
Nee, dit is niet nodig. Watermeln heeft lange termijn afspraken met producenten, en zal de benodigde waterstof aanleveren en aansluiten.
Technologie
Hoe werkt een brandstofcel?
Brandstofcellen werken net als batterijen, beide werken op basis van een chemische reactie, maar brandstofcellen lopen niet leeg en hoeven niet te worden opgeladen. Ze produceren elektriciteit en warmte zolang er brandstof wordt toegevoerd. Een brandstofcel bestaat uit twee elektroden - een negatieve elektrode (of anode) en een positieve elektrode (of kathode) - die rond een elektrolyt zijn geklemd. Een brandstof, zoals waterstof, wordt toegevoerd aan de anode en lucht wordt toegevoerd aan de kathode. In een waterstofbrandstofcel scheidt een katalysator aan de anode waterstofmoleculen in protonen en elektronen, die verschillende paden nemen naar de kathode. De elektronen gaan door een extern circuit, waardoor een elektriciteitsstroom ontstaat. De protonen migreren door de elektrolyt naar de kathode, waar ze zich verenigen met zuurstof en de elektronen om water en warmte te produceren [1].
Er zijn verschillende soorten brandstofcellen, elk met zijn eigen kenmerken. Watermeln gebruikt een PEM-brandstofcel.
Hoe verhoudt de elektrische efficiëntie van een Watermeln systeem zich tot conventionele dieselgeneratoren en hybride systemen?
Onderstaande grafiek toont het gemiddelde rendement van een Stage 5 dieselgenerator en een hybride systeem (Stage 5 dieselgenerator en Li-ion accu). Door een accu toe te passen op een dieselgenerator kunnen grote brandstofbesparingen worden gerealiseerd, waardoor de CO2-impact wordt verlaagd. Verbranding als elektriciteitsproductie methode zal echter nooit voldoen aan de hoge efficiëntie normen die behaalt worden met een chemische reactie zoals een brandstofcel, daarom levert Watermeln zijn systeem tot wel 4 keer hogere efficiëntie dan conventionele verbrandingsmotoren.
Bronnen:
- Average diesel generator efficiency; “Article Use of a Hybrid Wind–Solar–Diesel–Battery Energy System to Power Buildings in Remote Areas: A Case Study” by Amir Ebrahimi-Moghadam and Mohammad Hossein Ahmadi
- Average improvement of efficiencies with hybrid generators; https://www.greener.nl/blog/energy-storage/differences-diesel-generators-mobile-batteries/
Hoeveel CO2 kan worden bespaard door Watermeln te gebruiken?
In onderstaande tabel hebben we voor 4 varianten (Diesel, Hybride, Grijze Waterstof en Groene Waterstof) een vergelijking gemaakt van "Well to Power" (WtP). Well to Power (WtP) betekent dat we hebben gekeken naar de CO2-uitstoot in de hele waardeketen (componenten, productie, transport, en verbruik).
Watermeln gebruikt alleen groene waterstof, daarom realiseren we een CO2-reductie van gemiddeld 96% ten opzichte van een dieselgenerator (WtP).
Diesel | Hybrid | Grey hydrogen fuel cell | Green hydrogen fuel cell | |
CO2e to Produce and Transport (kg of fuel) | 0,95[1] | 0,95[1] | 12,5 [1] | 1,14 [1] |
CO2e at the point of use (kg) | 2,6[1] | 2,6[1] | 0[1] | 0[1] |
Total CO2e (kg) (WtP) | 3,55 | 3,55 | 12,5 | 1,14 |
Energy per kg of fuel (kWh LHV) | 11,8[2] | 11,8[2] | 33,3[2] | 33,3[2] |
Typical generator efficiency (low/high) | 10% – 30% | 25% – | 45% – 55% | 45% – 55% |
Useful energy produced (kWh) | 1,18 – 3,54 | 2,95 – | 15,0 – 18,31 | 15.0 – 18,31 |
CO2 emissions on useful energy ratio (kg/kWh) (L/H) | 3,01 – 1,00 | 1,20 – 0,86 | 0,83 – 0.68 | 0,07 – 0,06 |
CO2e reduction compared with diesel (L/H) | n/a | 42% | 53% (range: 32% – 72% **) | 96% (range: 94% – 98% **) |
Tabel 1: Well to power CO2 emissie vergelijking tussen 4 oplossingen
Bronnen:
1 https://www.co2emissiefactoren.nl/lijst-emissiefactoren/
2. https://www.engineeringtoolbox.com/fuels-higher-calorific-values-d_169.html
Is HVO-diesel een goed alternatief?
Hydrotreated Vegetable Oil (HVO) kan als diesel vervanger fungeren. Er zijn verschillende mengsels HVO 20 (d.w.z. 20% HVO gemengd met fossiele diesel) en HVO 100 (d.w.z. 100% HVO diesel). Door de koolstof absorberende aard van planten kan HVO technisch gezien tot 85% CO2-reductie realiseren van Well to Power (van productie tot gebruik) [1].
Er is op dit moment veel discussie over de reductie claims omdat, afhankelijk van de grondstof en de toeleveringsketen, de productie van HVO direct of indirect kan leiden tot ontbossing (palmolie wordt bijvoorbeeld vaak gebruikt als grondstof [2]), wat aanzienlijke gevolgen heeft voor het milieu, de ecologie en de CO2-uitstoot. Ook wordt HVO, in tegenstelling tot waterstof in een brandstofcel applicatie, nog steeds gebruikt in verbrandings toepassingen. Deze manier van elektriciteitsproductie is 4 keer minder efficiënt zijn en zorgt voor grote hoeveelheden CO2, NOx en fijnstof op het punt van gebruik (uitlaatemissies). Hierdoor komt een aanzienlijke hoeveelheid CO2 in de atmosfeer terecht, wat bijdraagt aan de lokale opwarming van de aarde, en verschillende gassen en deeltjes kunnen nog steeds grote gezondheidsproblemen veroorzaken voor mensen[3].
Daarom kunnen we concluderen dat HVO een kortetermijnoplossing is voor het minimaliseren van het gebruik van conventionele diesel, maar het geen duurzame vervanging of een gelijkwaardige oplossing is voor hernieuwbare energie.
Bronnen:
1 https://www.co2emissiefactoren.nl/lijst-emissiefactoren/
2 https://biofuels-news.com/news/palm-oil-dominated-biofuel-feedstock-in-2021-quota-year/
3 https://www.eea.europa.eu/publications/air-quality-in-europe-2022
Wat is het verschil tussen batterijen en brandstofcel waterstof generatoren?
Batterijen (meestal Li-ion accu's) en brandstofcel waterstof generatoren zijn niet hetzelfde. Beide gebruiken een chemische reactie om energie vrij te maken in de vorm van elektriciteit, maar accu's zijn bedoeld om elektriciteit op te slaan en snel te laden of te ontladen. Daarentegen zijn brandstofcel waterstof generatoren ontworpen om elektriciteit te produceren uit waterstofgas.
Bij een brandstofcelsysteem worden opslag en power gescheiden door het gebruik van een waterstoftank (vaak samengeperst tot 500 bar) en de brandstofcel om elektrische energie vrij te maken uit het waterstofgas.
Batterijtechnologie is een geweldige manier om elektriciteit te leveren voor kortstondige toepassingen die een hoog vermogen en een beperkte energiecapaciteit vereisen. Maar om een batterij bruikbaar te maken, moet deze worden opgeladen. Daarom wordt het vaak gecombineerd met een (kleine) netaansluiting.
Voor off-grid toepassingen waar een hoge energieopbrengst en -capaciteit vereist is, zal een batterij oplossing met voldoende capaciteit te omvangrijk en te duur blijken, en zou deze bovendien van de locatie moeten worden getransporteerd om (zelfs meerdere keren per dag) te worden opgeladen. De lange oplaadtijd tussen twee toepassingen betekent ook dat accu's niet praktisch zijn voor machines die intensief worden gebruikt. Dus terwijl accu's nuttig kunnen zijn voor het leveren van extra piekvermogen voor op het elektriciteitsnet aangesloten toepassingen of korte termijn projecten met een lage behoefte aan energiecapaciteit, is waterstof veel geschikter voor toepassingen waar traditioneel diesel wordt gebruikt - buiten het elektriciteitsnet, met een hoog vermogen en energieverbruik, voor toepassingen op lange tot middellange termijn.
Om het eenvoudiger te maken hebben we voor- en nadelen vergelijking gemaakt tussen beide technologieën.
Batterijen (Li-ion) | Waterstof brandstofcel generator | |
Voordeel |
|
|
Nadeel |
|
|
Tabel 2: vergelijking tussen batterijen en brandstofcel technologie
Zoals je ziet zijn beide technologieën complementair aan elkaar en spelen ze allebei een belangrijke rol in de transitie naar het gebruik en de opslag van duurzame energie. Daarom combineert Watermeln het beste van beide technologieën in zijn systeem. Door een batterij toe te voegen kunnen we direct vermogen leveren, een hoger rendement behalen en valt de elektriciteit niet weg als de waterstof omgewisseld wordt.