Bjorn_vs

Even een weekend relatief weinig internet gezien... Ik zal proberen op jullie posts te reageren. herman van der helm - ik heb de boeken op mijn verlanglijst gezet en ik ga er gewoon in duiken. Kennis van thermodynamica heb ik wel en van daaruit is het project ook gestart, maar die is afkomstig uit diktaten en in de boeken zal het veel beter uitgelegd worden. P.J. : Dit weekend heb ik een trip naar Engeland geboekt bij wijze van research. Ik ga diverse musea bezoeken waar een paar Rover auto's met gasturbines staan. In Leyland bezoek ik het Leyland Festival en er is me ingefluisterd dat daar de Leyland Gasturbine Truck de parade mee rijdt. Een unieke kans dus om het een en ander van dichtbij te zien, te horen en te voelen. Nico Schouten: Ik denk niet dat ik op alles meteen een antwoord kan geven omdat het best een lijst is ;). Toch ga ik me er aan wagen, stukje voor stukje. "Een turbine hoef je niet meer te demonstreren, iedereen die wel eens gevlogen heeft is bekent met de turbinemotor." Juist daarom moet ik onze gasturbine motor wel demonstreren. Een vliegtuig heeft juist een ander type turbinemotor en die referentie roept beelden op van een auto met een grote motor op het dak. Onze gasturbinemotor gaat eigenlijk alleen maar een generator aandrijven en that's it. Los daarvan moet ik even een stap terug doen en op wat hoger niveau naar het project kijken, en uitleggen wat wel en niet een nieuwe ontwikkeling is. De truck zal worden uitgevoerd met een elektromotor die de achterwielen aandrijft. De stroom voor deze motor zal worden opgeslagen in een accu, en worden opgewekt met een generator omdat het gewicht aan accu's anders te groot wordt. Aan deze aandrijflijn is niets nieuws, en die kunnen we bijna inkopen. Hier ligt onze speciale expertise niet. De generator bestaat eigenlijk uit een gasturbine motor gekoppeld aan een elektrische generator. De generator is ook niets nieuws. Een paar auto's en vrachtwagens hebben deze aandrijving al gehad: de Volvo ECT en de GM EV1. De gasturbine zelf bestaat uit een compressor, verbrandingskamer en turbine. De verbrandingskamer kunnen we inkopen of laten maken - ook daar zit onze expertise niet. De compressor en turbine zijn doorgaans de onderdelen waar de meeste kosten in gaan zitten. Als je naar een vliegtuigmotor kijkt zitten daar een heleboel schoepen en die zijn duur. In deze onderdelen zit juist de ontwikkeling, we hebben een concept voor een compressor en turbine dat zeer eenvoudig (en dus goedkoop) te produceren is maar toch efficient is. Dat de compressor en turbine op zich werken kunnen we nu demonstreren. Dat is belangrijk, omdat experts al eens hebben gezegd dat dat niet kon. Bovendien lijken de onderdelen beter te presteren dan de berekeningen maar daar moet ik nog voorzichtig mee zijn want we werken nu naar prestatiediagrammen toe. De gehele motor moet dan natuurlijk ook met die onderdelen werken. Ik richt me dus op de ontwikkeling van enkele key components, maar met het duidelijke besef dat zodra er naar een markt gekeken gaat worden er een boel bij komt. De huidige stand van zaken is dat we van die key components een werkend prototype hebben. Er wordt gewerkt om steeds hogere toerentallen te halen bij deze onderdelen, omdat de prestaties sterk afhankelijk zijn van de toerentallen. Dat kwam uit de berekeningen ook naar voren. Over het onderzoek naar vorige voertuigen: Er waren een paar problemen met gasturbine aangedreven voertuigen. Ten eerste zijn het erg dure motoren wat commerciele toepassingen moeilijk maakt. Ten tweede, en dit speelde in de jaren '60 en '70, was de manier waarop de gasturbine motor zijn vermogen levert een probleem. De motor werd gekoppeld aan versnellingsbakken die bedoeld waren voor zuigermotoren en daardoor was het brandstofverbruik zeer hoog en de acceleratie van het voertuig nogal slecht. Door geen normale versnellingsbak te gebruiken maar in plaats daarvan een elektrische generator en elektromotor is dat probleem op te lossen. De gasturbine wordt dan gebruikt op een manier die veel prettiger is voor de motor, om het zo maar even te zeggen. De kostprijs blijft een probleem. Maar door dus de compressor en turbine als key-components te ontwikkelen vanuit een nieuw concept lijkt het te lukken om de kostprijs van de gasturbinemotor als geheel drastisch te verminderen. Wat we zelf hebben bedacht over de transportsector komt eigenlijk voort door wat ik zie in mijn dagelijks werk bij DAF. Ik werk daar nu fulltime in de diagnose afdeling en ik heb ook bij productontwikkeling gezeten. DAF zelf is op de hoogte van mijn eigen bedrijf zolang het mijn werkzaamheden aldaar natuurlijk niet gaat verstoren. In de transportsector - met name de vrachtwagens omdat ik daar het meeste van zie - zijn er een aantal segmenten. Bijvoorbeeld de lange-afstands vervoerders die internationaal rijden, zwaar transport, vloeistoffentransport en distributie. Elk segment heeft zijn eigen gebruik en eisen. Bijvoorbeeld zwaar transport, daar is iedere kilo gewicht bespaard belangrijk want dat is weer een kilo extra. Voor vloeistoffentransport is het gewicht ook belangrijk en daarnaast ook dat de acceleratie soepel verloopt; dat heeft met het klotsen van de vloeistof in de tank te maken. Distributie is vaak meer volumetransport en dan is het eigen gewicht van de truck ietsje minder belangrijk. Het elektrisch rijden komt voort uit hetgeen wat ik een stukje terug heb geschreven. Een gasturbinemotor koppelen aan een bestaande versnellingsbak levert slechte prestaties op en dat is een reden waarom we nu niet overal gasturbinemotoren zien. De motor vereist eigenlijk een hybride aandrijflijn. Wat ik eigenlijk wil doen is de compressor en turbine verder ontwikkelen. Voor de hybride aandrijflijn en alle andere zaken die nog verder weg liggen hoef ik geen ontwikkelwerk te verrichten, daar hebben andere bedrijven al veel meer tijd en geld in gestoken. Het intellectueel eigendom, daar moeten we in zoeken. We zijn begonnen een patent uit te werken dat ook al lange tijd is verlopen en dat kunnen we dus niet opnieuw patenteren. Misschien is het wel mogelijk om de oplossing te patenteren waarom het ons lukt om het patent verder te ontwikkelen dan in het verleden, want er zijn een paar onderdelen nodig om dat mogelijk te maken. Ik moet hier een beetje op de vlakte blijven en dat is ergens wel jammer. Ik heb nu op een paar dingen geen antwoord gegeven - dat besef ik. Ik neem alles wel in gedachten mee en over het team zoals dat er nu is en in de toekomst moet ik gaan nadenken. Het testen is ook iets wat ik in gedachten houdt, zeker omdat ik zie hoe het testverloop bij DAF is. Daar zijn erg grote investeringen bij betrokken om de betrouwbaarheid te kunnen beoordelen.

Poeh, nu moet ik even denken. Heb je het dan over de oude AWACS-en en andere vliegtuigen die een dikke zwarte rookpluim achterlaten? Ik heb, ook vanuit mijn opleiding luchtvaarttechniek, altijd begrepen dat turbines juist enorm schoon verbranden. Zeker in een vliegtuig is dat logisch, omdat iedere kg besparing erg veel geld oplevert. Dan wil je wel de zuinigste motor ontwikkelen als maar kan. De wat oudere vliegtuigen zijn echter wel wat kwistiger met brandstof. De AWACS-en zijn daar veelal een voorbeeld van. Eigenlijk ook de oude 707 vliegtuigen. Die vliegtuigen hadden nog motoren die niet zo ver ontwikkeld waren als nu, en daarvan weet ik wel dat ze een stuk vervuilender zijn. Je kan het ook hebben over vliegtuigen met naverbrander... Maar dan wordt juist brandstof na de uitlaat ingespoten en ontstoken, dus dan is het niet zo dat het per ongeluk gebeurd. Kan je iets specifieker zijn over de enorm vervuilende vliegtuigen met turbinemotoren? Want ik ben even zoekende naar wat je precies bedoelt.

Zeker voor een eerste opzet van de gasturbinemotor zal het moeilijk worden om daadwerkelijk hoge rendementen te halen. Ik vergeet ook zeker niet dat er in de zuigermotor een jaar of 100 aan ontwikkeling zit om het huidige rendement te halen (dat zit tussen de 25 en 32%). Toch is het potentieel er wel; het thermisch rendement in de gasturbine motor kan door de opzet een stuk hoger. Ook voorzien we al verliezen in de compressor en turbine - dat zijn de onderdelen die we nieuw ontwikkelen. Die verliezen zijn bijvoorbeeld warmteverliezen, verstoringen in de stromingen en dergelijke. Dat baseren we op pogingen uit het verleden, maar tegelijkertijd trekken we lessen uit dat verleden en denken we zeker op termijn winst te behalen. In de huidige fase van motor ontwikkeling hebben we nog met veel te veel verliezen te maken. Denk bijvoorbeeld aan trillingen, omdat er nog een ontwerpfout in de as zit (oeps). Ook het balanceren van de diverse onderdelen moet nog gebeuren, maar daar zien we nog even geen mogelijkheden toe. Overigens zijn het juist deze verliezen die bij de gasturbine doorgaans minder zijn. Een mooi voorbeeld is dat de brandstof in de verbrandingskamer, een apart onderdeel, continu verbrandt in plaats van dat er steeds ontstekingen plaatsvinden. Er is daardoor meer controle over de verbranding en dat geeft uiteindelijk minder verliezen. Het rendement is absoluut een constant punt van aandacht, en een van de bestaansredenen van de motor. Ik kan er nog geen uitsluitsel over geven maar er zijn wel genoeg aanwijzingen die vertrouwen geven dat een verbetering van 30% zeker haalbaar is. Om die uit te leggen zou ik helaas net iets meer van de techniek moeten uitleggen dan ik wil, maar ik hoop dat bovenstaande al een aantal dingen verklaart.

Ja hoor. Het gewicht van de motor gaat aanzienlijk lager liggen dan huidige zuigermotoren. Ook wordt de motor kleiner dan de huidige motoren die nu gebruikt worden; met name de opbouw wordt lager. Het brandstofverbruik wordt beter, we voorzien een verbetering van omstreeks 30%. Dit kan zelfs een conservatieve schatting blijken. In principe wordt ook het onderhoud eenvoudiger en daarmee goedkoper. De acceleratie die mogelijk is, is een stuk soepeler dan met dieselmotoren. Dat komt vooral vervoerders van vloeistoffen ten goede en ook busmaatschappijen zullen er voordeel van hebben. Ook is het mogelijk een beperkte afstand elektrisch te rijden omdat de gasturbinemotor een hybride aandrijving voorschrijft. Het gaat dan om een beperkte afstand (een tiental kilometer) maar voor bepaalde toepassingen kan dat genoeg zijn. Op verzoek van de klant kan gekozen worden om deze afstand te vergroten. De extreem lage kosten hebben met name betrekking op de vergelijking met eerdere gasturbinemotoren. Ten opzichte van de zuigermotor zal de aanschafprijs hetzelfde liggen. Als de hele aandrijflijn in beschouwing wordt genomen zal de gasturbinemotor wel duurder uitpakken.

Ik ga eens een knuppel in het hoenderhok gooien. Want ik zou zelf minder snel aan bellen denken, en eerder aan beurzen denken. Het mooie aan software is dat je het hoogstwaarschijnlijk makkelijk op een tablet kan zetten en terwijl je met mensen praat een demonstratie kan geven. Dat kan met andere bezoekers zijn, maar ook met standhouders. Oftewel, laat je klanten zichzelf maar enthousiast maken. Dan moet je natuurlijk wel iets voorbereiden, even een fictief bedrijf aanmaken en dat in jouw software stoppen, zoiets. En als je klanten nou niet enthousiast worden? Juist dan moet je veel praten en achterhalen waarom niet. Maar goed, ik praat liever persoonlijk met iemand dan over de telefoon. Ik denk wel dat het echt een voordeel is als je met klanten praat als je ook een demonstratie kan geven.

Dat klopt - en "traditionele" gasturbine motoren kostten zo'n 50.000 euro. Dat maakt het nu niet echt een aantrekkelijk idee om een truck ermee te voorzien. Het budget voor ons om onze eigen complete gasturbine te bouwen hangt ongeveer rond de 4000 euro, en dat is een prototype. Dat op zich vertelt al iets over de uiteindelijke prijs. De marketingkant is een beetje zoeken nog. Om nu meteen te roepen dat ik een compleet nieuwe vrachtwagen van mijn motor ga voorzien kan wel, maar dat is de langste weg. Een vrachtwagenfabrikant staat nu niet direct te springen om een nieuwe en onbewezen motor te gebruiken met als risico dat klanten er erg ontevreden over zijn. Ik denk er eerder over om 2de hands vrachtwagens op te kopen, de motor te vervangen en de vrachtwagen weer te verkopen. Qua prijs heb je dan wat meer speelruimte, want in essentie ontstaat er een bijna-nieuwe vrachtwagen. Doel is dan om ruim onder de vraagprijs van een nieuwe truck te gaan zitten. Het is een beetje afwachten of dat kan met alle manuren die nodig zijn om de vrachtwagen om te bouwen. Misschien wordt het ook wel een heel andere strategie... Dat moet zich nog uitwijzen. Sommige tanks gebruiken inderdaad gasturbines. Ik denk dat die markt binnenkomen nog veel moeilijker zou zijn dan andere markten... Als een vervoerder motorpech heeft verdient hij minder geld. Als een tank motorpech heeft, tja dan kan hij wel eens opgeblazen worden...

Hoi allemaal, Heel even heb ik hier al rondgekeken, maar dan zonder zelf te onthullen waar ik mee bezig ben. Nu toch mijn eigen "big idea". Of eigenlijk is het meer ons, want in de loop der tijd heb ik vrienden en familieleden bereid gevonden om in hun vrije tijd aan het project bij te dragen. We zijn nu alweer een tijd bezig met de ontwikkeling van een gasturbinemotor, speciaal voor kleinere vermogens. Het gaat dan om de grootte van alles van auto's tot de binnenvaart. Ontzettend breed, en in het eerste deel van de ontwikkeling hebben we vanuit een begeleidingstraject het advies gekregen om even niet naar mogelijke markten te kijken. Eerst de werking van de motor demonstreren, of in ieder geval van de delen die we nieuw ontwikkelen. Van die nieuwe delen hebben we uit eigen vermogen een prototype kunnen maken. De werking daarvan hebben we kunnen demonstreren en het gaat er nu om, om meetgegevens te verzamelen en de karakteristieken van de motoronderdelen te bepalen. Om een lang verhaal korter te maken gaan we er nu voor om voor het eind van het jaar een volledige werkende motor te hebben. Rendement en prestaties zijn dan nog niet van belang, eerst moet het ding werken. Tegelijkertijd is er onderzoek gaande naar de trucks en auto's die in het verleden met een gasturbine motor zijn uitgevoerd. Dat blijken er nogal wat te zijn en daar is uit te leren: Waarom is het toen niet gelukt en hoe voorkomen we dat we in dezelfde valkuilen trappen. En het advies om niet naar de markt te kijken is nu achterhaald. Juist als de gasturbine motor in zijn geheel draait moeten we door kunnen ontwikkelen naar een specifieke markt toe. Dan kunnen we al helemaal niet meer "blind" verder gaan. Daarom ga ik nu met een aantal mogelijke klanten praten om te toetsen of de aannames die we doen over de voordelen van een vrachtwagen met een gasturbine motor ook aansluiten bij wat de klant vindt. Het lijkt erop dat we het beste kunnen mikken op de vrachtwagens. Niet alleen omdat ik toevallig daar behoorlijk wat kennis over verzamel, maar ook omdat daar de voordelen van de motor daar het meest tot hun recht lijken te komen: Een lager eigengewicht, de mogelijkheid om een stuk elektrisch te rijden en naar verwachting een beter rendement. Een inschatting van de kosten is ook belangrijk, zeker omdat een gasturbinemotor enorm duur is. Daar zijn we ook mee bezig, en van het gekozen businessmodel hangt veel af. Op enig moment moeten we besluiten op welke specifieke onderdelen we onze ontwikkeling gaan richten, want de motor als geheel is te groot. Bovendien zijn er andere mensen die heel goed gasturbines kunnen bouwen. Daar is het project echter op dit moment nog niet aan toe. Mijn vraag is nu... Zie ik nog iets overduidelijks over het hoofd?

Ik ben met je eens dat de uiteindelijke rendementsberekening zeker niet vooraf gedaan kan worden. Maar op basis van de opbouw van de motor, de compressieverhoudingen en de energiehuishouding kan je zeer zeker vooraf een inschatting maken van het (thermische) rendement. Natuurlijk is dat niet het volledige verhaal, natuurlijk gaat er links en rechts nog een heleboel vanaf voordat je bij het rendement van de motor als geheel komt. Maar toch is dat thermische rendement belangrijk, want als je daar een kleine marge ziet ten opzichte van wat je wilt bereiken heb je een hoop werk te doen. Zie je daarintegen een grotere marge dan kan je het misschien permitteren om zeker in de eerste fase wat minder nadruk op het rendement te leggen.

Als een mede-ontwikkelaar van een verbrandingsmotor maar dan uit een hele andere hoek kan ik je toch wel adviseren om eens over het rendement na te gaan denken. Of beter nog, over de dingen die mogelijke klanten ooit als voordelen kunnen gaan zien. Het risico bestaat nu dat je een geweldige motor maakt, heel veel geld in ontwikkeling stopt, en dat je dan geen klanten kan vinden want je had hun wensen toch net anders ingeschat. In mijn eigen ontwikkeling heb ik eerst een inschatting gemaakt van het potentiële rendement: Hoe zuinig zou de motor na een aantal jaren doorontwikkeling worden? Als dat al slecht uitpakt is de kans klein dat je een grote afzetmarkt zult vinden. Natuurlijk is de mechanica belangrijk, daar ben ik nu zelf ook mee bezig. Maar verzeker je ervan dat je al dat geld niet zomaar uitgeeft en dan je je doel voor ogen houdt.