Kütuseelemendi ja liitiumioonaku toitesüsteem ehitustööstusele
Projekti rahastatakse Eesti – Norra koostööprogramm „Green ICT” vahenditest
PowerUp Fuel Cells OÜ, Beyonder AS ja Nordic Batteries AS koostöös arendatakse välja turuvalmis kütuseelemendi põhine kaasaskantav generaator UPMobile, mis varustaks puhta energiaga valdkondi, mis vajavad katkematut energiavarustust. Eelkõige on lahendus suunatud ehitus- ja kaevandussektorile. Generaator kasutab kütuseks vesinikgaasi ja tegemist on saastevaba lahendusega, seega on see suurepärane asendus keskkonda reostavatele ja rasketele diiselgeneraatoritele. Lahendus sisaldab liitium-ioon kondensaatorit (LiC), tänu millele on võimalik pakkuda erinevatele seadmetele ja masinatele, näiteks rasketehnika käivitamiseks, tippvõimsust lühikeseks ajaperioodiks. Seetõttu on UPMobile sobilik mitmetele ehituses ja kaevanduses kasutatavatele seadmetele (kraanad, tõstukid, kallurid jms). Lahenduse tippvõimsus on 100 kW.
Kuna Norra on Euroopas ehitusplatside ja kaevanduste keskkonnasõbralikuks muutmise poolest esirinnas ja Norra partneritel on kontakte ehitusvaldkonnas, on projekti geograafiliseks sihtturuks Norra. UPMobile on CO2 ja muude saasteainete vaba lahendus. Lisaks vähendab see võrreldes diiselgeneraatoritega ka mürasaastet ja on kaalult kergem.
Konsortsium toob kokku kolm innovaatilist energiavaldkonnas tegutsevad firmat. Beyonder AS vastutab liitium-ioon kondensaatori elementide välja arendamise ja tootmise eest. Nordic Batteries AS vastutab Beyonderi akuelementide kokkupanemise eest. PowerUp Fuel Cells juhib projekti ning vastutab generaatori arendamise ja tootmise eest.
Projekti tulemuseks on turuvalmistoode. Peale projekti lõppu 12-16 kuu jooksul saab toode CE-märgise ja teised vajalikud sertifikaadid edukaks turustamiseks Euroopas. Lisaks on planeeritud vähemalt kahe patenditaotluse esitamine UPMobile disainile ning kütuseelementide ja LiC süsteemi integreerimisele.
Projekti staatus 2022
2022. aasta viimases kvartalis valmis Beyonderil käesoleva projekti esimene suure võimsusega energiasalvestus-elementide versioon. Antud energiasalvesti tarnitakse peagi ettevõttele Nordic Batteries, et kaasata see esimesse kontseptsiooni tõestavasse akumoodulisse koos PowerUPi kütuseelemendisüsteemi prototüübiga.
Partnerid jätkavad esimese versiooni optimeerimist, et parandada selle omadusi lõpptoote jaoks. Näiteks tuleb protsessi optimeerida, et tagada raku kvaliteedi reprodutseeritavus ja seeläbi tsükli eluiga. Lisaks pööras PowerUP kõigi partnerite tähelepanu esimese ühise prototüübi nimega H.U.L.C. väljatöötamisele.
Pärast jõupingutuste suurendamist, mitte ainult projektikoosolekute arvu kahekordistamisega, vaid ka tehnilise töörühma loomise ja selle täiendavate koosolekutega, oleme edukalt tuvastanud esimesed tehnilised andmed, mis on kohaldatavad kontseptsiooni esmaseks tõestamiseks.
2022. aasta lõpus vaatavad kõik partnerid ja PowerUP tagasi väga väljakutseterohkele, kuid edukale aastale. Soovime tänada kõiki toetajaid ja meie partnereid tiheda koostöö eest tagamaks meie ühist eesmärki, milleks on roheline tulevikuenergia ehitus- ja kaevandussektorile.
Projekti staatus Q1 / 2023
Tehniline töörühm on süsteemi integreerimisel teinud märkimisväärseid edusamme. Edu esimese prototüübi süsteemi terviklikkuse tõestamisel muudab lõpptoote skaleerimise palju lihtsamaks.
Esimese aku prototüübi kokkupanemisel, mis toimus 2023. aasta veebruaris, on juba arvesse võetud esimesi integratsioonietappe. Nordic Batteries ja Beyonder on edukalt optimeerinud oma esimese liitium ioon kondensaatoril põhineva aku, mis on valmis ühendamiseks PowerUPi poolt välja töötatud kütuseelemendisüsteemi prototüübiga ning hiljuti partnerite koostööna välja töötatud juhtimisarhitektuuriga.
Kuna Beyonder ja Nordic Batteries on valmis saanud ja testinud oma esimese liitium ioon kondensaatoritega aku prototüübi ning PowerUP-il on esimese kütuseelemendi süsteemi prototüübi jaoks olemas sobiva väljundvõimsusega PEM-kütuseelemendid, siis on kõik partnerid peagi valmis endapoolse tehnoloogia tarnimiseks, et see ühisesse prototüüpi rakendada. Kõik partnerid ootavad huviga praktilise kogemuse saamist esimese omalaadse H.U.L.C.-i kokkupanemisel.
Projekti staatus Q2-Q3 / 2023
Meie projekt on teinud möödunud perioodil häid edusamme aku-kütuseelemendi hübriidtehnoloogia ja selle rakenduste täiustamisel, jälgides samal ajal ohutust ja turu vajadusi. Projekt on ka astunud suure sammu edasi esimese kombineeritud prototüübi koostamise suunas.
Beyonder on täiustanud võimsaid energiat salvestavaid akuelemente ning teinud tihedat koostööd Nordic Batteries´ga, et tagada nende hea toimimine akupakis. Neid akuelemente on eraldi testitud, et tagada nende ohutus ja töö äärmuslikes tingimustes. Nüüd, kui eespool mainitud spetsiaalsete akude tootmine on lõppenud, ootab ees ka nende testimine. See teave aitab meie projektipartneritel tulevikus veelgi paremaid akusid valmistada. Nordic Batteries ja Beyonder töötavad ka selle nimel, et täiustada akupaki disaini, et tagada selle sujuv koostöö kütuseelementidega. Kõik partnerid töötavad ühiselt selle nimel, et arendatava tootega oleksid turgude vajadused täidetud. Võtame oma prototüüpi arendamisel arvesse uusimaid akude disaine ja kütuseelementide arendusi.
PowerUP on teinud suuri edusamme elektroonikakomponentide arendamisel, mis võimaldavad nendel akud koos kütuseelementidega tõhusalt töötada. See juhtimissüsteem aitab akudel toidet anda ja vajaduse korral seda muuta.
Kuigi me pole veel valmis oma tööd patenteerima, on meil plaan oma ideede kaitsmiseks paigas.
Kokkuvõttes edeneb meie projekt plaanipäraselt ja on ajagraafikus.
Projekti staatus Q4 2023 / Q1 2024
Projekt saavutas järjekordse olulise verstaposti 17.-18. oktoobril 2023 toimunud töötoa käigus, kus osalesid kõikide projektipartnerite esindajad. PowerUPi insenerid sõitsid Eestist Norrasse, Kongsberg´i, tuues kaasa oma kütuseelementide tehnoloogia, et kombineerida see Beyonderi ja Nordic Batteries´i akutehnoloogia ning panna kokku esimene H.U.L.C. (Hydrogen technology Unified with Lithium Capacitor technology/ Vesiniktehnoloogia ühendatud Liitium Kondensaatori tehnoloogiaga) prototüüp.
Pärast esimese aku-kütuseelemendi hübriidtehnoloogia prototüübi edukat kokkupanemist 17.oktoobril, asus kuue liikmeline meeskond 18. oktoobril läbi viima erinevaid katsetusi selle töökindluse kontrollimiseks. Väikesemastaabilist energiajuhtimise süsteemi testiti, et see oleks võimeline pakkuma katkematut toidet kahest erinevast uuenduslikust energiaallikast kuni 6 kW koormuse jaoks. Kõiki täiendavad või tipp-koormused pidi aga katma liitiumkondensaator-aku, mis on integreeritud keerukasse kahesuunalisse DC/AC struktuuri.
Pärast edukat esimest katset lauasaega, liikus meeskond edasi süsteemi maksimaalse võimekuse testimise juurde. Ka lauasae valik esimese katse läbiviimiseks oli eesmärgipärane, sest lõpptoote sihtturuks on ehitus- ja mäetööstus. Esimese prototüübi koostamine ja sellele järgnenud partnerite jõupingutused on tõestanud, et seda esimest H.U.L.C. prototüüpi saab nimetada kontseptsiooni tõestuseks, mis loob aluse selle edasiseks arendamiseks käesoleva projekti raames.
Ajavahemikul november 2023 kuni jaanuar 2024 liikusid PowerUP ja partnerid tootearendusega edasi ning alustasid keerukama teise H.U.L.C. prototüübi arendamist, millel on juba ka spetsiaalselt disainitud väline korpus, mis võtab arvesse toote lõppkasutajate tegevusvaldkonna spetsiifikat. Esimese H.U.L.C. prototüübiga läb viidud erinevad testimised analüsiti läbi ning need andsid väärtuslikke teadmisi ja olulist tagasisidet järgmise prototüübi versiooni arendamiseks. Ajal, mil meie projektipartnerid keskendusid liitiumioonkondensaatorite optimeerimisele ja akupaki disainile, tegeles PowerUP jõuelektroonika ja süsteemiintegratsiooniga. Progress hõlmab akuelementide edukaid ohutus- ja jõudluskatseid, edukalt testitud PCB disaini ja tööstuslikke simulatsioone. Projektitulemuste levitamise pool hõlmas töötubade ja seminaride ettevalmistust ning meedia loomist. Ürituste kohta jagame peagi rohkem uudiseid.
Partnerite kontaktid:
