Haagse tech scale-up:

Ampyx Power bouwt verder aan de volgende generatie windenergie

Er ligt een enorm potentieel hoog in de lucht boven ons. Daar zijn de luchtstromen constanter en sterker dan hier. Het Haagse Ampyx Power wil dit potentieel benutten door het inzetten van vliegtuigen die werken als efficiënte vliegers waarmee de wind boven de 200 meter kan worden omgezet in energie. Inmiddels timmert Ampyx Power zo’n 10 jaar aan de weg en worden de innovaties steeds verder opgeschaald. Deze week gingen ze een belangrijke nieuwe fase in met een derde generatie prototype: de AP3.

Voor degenen die Ampyx Power nog niet kennen: Ampyx Power ontwikkelt een innovatieve windturbine die wind op grotere hoogte omzet in electriciteit met slechts een fractie (10%) van het materiaal dat gebruikt wordt voor windmolens. Het compacte systeem met vergelijkbaar vermogen is eenvoudig te transporteren, te installeren en te onderhouden. Dit resulteert uiteindelijk in lagere kosten en een hogere opbrengst van schone energie. Een prachtige ontwikkeling in ImpactCity Den Haag.

Van idee naar realiteit

In 1980 werd deze mogelijkheid van energieopwekking al beschreven door de wetenschapper Miles Lloyd, maar Wubbo Ockels was degene die de technologie in 1987 patenteerde met vliegers, waarmee Airborne Wind Energy als concept was geboren. Richard Ruiterkamp werkte vanaf 2004 als universitair docent aan de TU Delft samen met Ockels om de technologie met vliegers verder te verbeteren. En alhoewel er een paar succesvolle tests waren uitgevoerd, realiseerde Ruiterkamp zich dat een harde vleugel in plaats van een vlieger nodig zou zijn om het principe te optimaliseren voor de markt.

Samen met een paar anderen besloot hij Ampyx Power op te richten en een systeem te ontwikkelen met een vliegtuig, dat zich gemakkelijker laat sturen in de wind en minder kwetsbaar is dan een vlieger. Sinds de oprichting in 2009 werden maar liefst 8 prototypes gebouwd van de AP0, AP1 en AP2. Een spannende periode met een groeiende groep enthousiaste medewerkers.

Hoe werkt het systeem?

Het zweefvliegtuig vliegt autonoom aan een kabel die verbonden is met een generator aan de grond. Tot 450 meter hoogte beweegt het toestel in een vast patroon. Als het vliegtuig beweegt, trekt het hard aan de kabel waardoor de generator gaat draaien en als een dynamo stroom opwekt. Als de kabel geheel is uitgetrokken maakt het toestel automatisch een duikvlucht en wordt de kabel opgerold. Vervolgens beweegt het toestel weer in z’n patroon en herhaalt het proces zich. Het energieverbruik bij het inrollen van de kabel is een fractie van de energie die geproduceerd wordt tijdens het uitrollen.

Het toestel start, vliegt en landt volledig zelfstandig vanaf een platform met behulp van allerlei sensoren die de autopiloot voorzien van essentiële informatie om de taken veilig uit te voeren.

Gecertificeerde ontwikkeling

Om te mogen vliegen moeten de toestellen 100% veilig zijn. Ampyx Power doorloopt daarom in samenwerking met The European Authority in Airline Safety (EASA) een certificeringstraject dat gebaseerd is op de strenge veiligheidseisen uit de burgerluchtvaart. Ampyx Power werkte bovendien met EASA samen aan een regelgevingskader voor drones die worden ontwikkeld voor deze vorm van energie-opwekking.

Het commerciële model wordt in eerste instantie ontwikkeld voor de on- en offshore vervangingsmarkt van de eerste generatie windturbines in Europa, die tegen 2025-2027 aan het einde van hun levensduur zijn. De infrastructuur en de bestaande funderingen kunnen worden hergebruikt voor de compacte platforms van de vliegtuigen. Daarvandaan worden ze met een katapult gelanceerd en landen ze met behulp van de autopiloot en de kabel voor bijvoorbeeld onderhoud of reparatie. Na de vervangingsmarkt zal Ampyx Power toewerken naar een systeem dat geschikt is voor drijvende platforms, waarmee meer locaties op zee in aanmerking voor windenergie-opwekking.

Aantrekken van kapitaal

Als het gaat om financiering dan valt er voor een startup veel te leren van Ampyx Power. Om hun dromen te realiseren hebben de grondleggers iedere kans moeten aangrijpen om zorg te dragen voor voldoende kapitaal. In totaal is de afgelopen 10 jaar 30 miljoen euro geinvesteerd, waarvan 7 miljoen uit crowdfunding. De overige 23 miljoen is afkomstig van investeringen en subsidies zoals Kansen voor West van de Europese Fonds voor de Regionale Ontwikkeling (EFRO). Luister ook naar de Impact Podcast over dit onderwerp met Jaap Bosch van Ampyx Power.

Deze week werd bekend dat TKI Wind op Zee (RVO) Ampyx Power wederom een subsidie heeft toegekend. Ditmaal om samen met partner DSM te werken aan een Dyneema kabel die geoptimaliseerd is voor het commerciële 2 MW model, de opvolger van het prototype dat nu wordt gebouwd. De kabel moet krachtig genoeg zijn om het toestel 24-7 te laten vliegen en moet bovendien kostenefficiënt zijn.

Aantrekken van talent

Naast het aantrekken van geld is het vinden van de juiste medewerkers een belangrijk speerpunt. Want zonder getalenteerde mensen is het niet mogelijk om een dergelijk project neer te zetten. Ampyx Power is er in geslaagd om een geweldig team specialisten vanuit de hele wereld (19 nationaliteiten) op te bouwen in Den Haag. Mensen werken hier vanuit een passie voor innovatie en ervaren een informele maar professionele werksfeer waar ze het verschil kunnen maken. Het team bestaat uit Aircraft Design, Algorithms, Electronics, Mechatronics, Software, Structures en System Engineers. 85% heeft een universitaire achtergrond en 10% heeft een phd achtergrond.

Het nieuwe prototype: de AP3

Inmiddels is na een lange ontwerpfase en de productie van verschillende metalen en koolstofcomposiet onderdelen de assemblage begonnen in de werkplaats in het LABS55 aan de Lulofsstraat in Den Haag. Deze versie, de AP3, met een dubbele romp, een spanwijdte van 12 meter en een gewicht van iets meer dan 400 kg, moet de veiligheid en autonome werking van het systeem bewijzen. In de afgelopen week werden de vleugel- en romphuiden van het vliegtuig geleverd – een mooi en belangrijk moment waarbij alle medewerkers van Ampyx Power hun naam aan de binnenzijde van een flap (onderdeel van de vleugels) mochten zetten, voordat deze definitief werd dichtgelijmd.

2019 wordt het jaar van de AP3

De komende periode zullen de verschillende onderdelen van AP3 verder in elkaar gezet worden. De planning is dat het vliegtuig na de zomer volledig gemonteerd is met alle electronica, de sensoren, de autopiloot, de actuatoren, het propulsiesysteem en het landingsgestel aan boord. Na deze integratiefase kan het testen beginnen. Dat gebeurt in het begin nog aan de grond met  taxitesten. De fase erop zal er onder rustige windomstandigheden met vluchtpatronen in de lucht worden gevlogen om de afstelling van de autopiloot te perfectioneren. Daarna wordt de AP3 naar Ierland verscheept en zal het toestel op een testlocatie in County Mayo worden getest in alle weersomstandigheden. Voor deze uitgebreide test- en verificatiefase werkt Ampyx Power sinds 2017 samen met energieleverancier E.ON.

Inmiddels ligt ook de opgeschaalde opvolger van AP3 op de tekentafel: de AP4. Dit commerciële model, met een opbrengst van maarliefst 2 megawatt, zal in de toekomst zo’n 2000 huishoudens kunnen voorzien van stroom.

Vanuit ImpactCity Den Haag blijven wij met trots deze prachtige Haagse scale-up volgen.