Copyright© 2017 by Dr. Hugo Vandenborre All rights ... · (e.g. being the co-founder of NASDAQ...

transcript

This book or any portion thereof may not bereproduced of used in any manner whatsoeverwithout the express written permission of the publisherexcept for the use of brief quotations in a book review.

ISBN 9789082551808First published in Belgium, March 2017Consulting, Art Direction, Lay-out and Styling: Katrien Hermans

The Solenco Powerbox_________________________________________________________Revolutionizing the World of Energy Today

Dr Hugo Vandenborre

Content

Introduction ........................................................................................................................Product ...................................................................................................................................Additional Uses of the System.................................................................................Working Principle ..........................................................................................................Installations .........................................................................................................................Brand .......................................................................................................................................Advantages versus the competition ....................................................................Market .....................................................................................................................................Epilogue ..........................................................................................................................Dutch Summary ...........................................................................................................French Summary..........................................................................................................German Summary .......................................................................................................

010506101516192327313947

Dr Hugo Vandenborre

Introduction

Solenco Power NV, founded in 2015, is a fast-growing SME innovator in the field of cleantech and

specializes in energy systems for family homes and commercial buildings. The Solenco Powerbox (SPB)

is the company’s first disruptive commercial energy storage product, which is approaching commercial

readiness.

If you listen to people’s daily grievances, bills - and especially utility bills - are inevitably high on everyone’s

list. Imagine what a game changer it would be to never have to deal with energy bills again. As incredible

as it sounds, this is actually possible today with the revolutionary Solenco Powerbox. People can be in

control of their own energy generation and consumption without having to rely on the electricity grid

and gas network ever again.

New technologies such as dispatchable generation, transmission/distribution expansion and demand

side management are being researched to tackle the increased share of renewable energy sources in

the European energy generation mix. On the consumption side, storage solutions are explored ranging

from batteries to flywheels, but until now an affordable solution that satisfies all stake holders had not

been developed.

Dr Hugo Vandenborre, the founder of Solenco Power and an authority in the field of hydrogen, is

convinced that energy storage will unlock the true potential of full-scale Renewable Energy Sources.

Vandenborre himself has extensive market knowledge, partially fueled by his previous endeavors.

(e.g. being the co-founder of NASDAQ listed Hydrogenics, HYGS), which led him to the design and development of the

Solenco Powerbox technology.

In the past few years, batteries -and more specifically lithium-ion batteries - have been hailed as the

solution for energy storage. But Solenco’s competitive decentralized power production and storage

system allows a shift in the energy model from central distribution to local generation and distribution

all while stabilizing the grid.

Where utilities are often trying to fight the rise of renewables because of obvious reasons, they actively

support and invest in energy storage (e.g. E.ON, the second largest energy company in Germany, recently

invested in Greensmith, a company developing software for energy storage). This is understandable,

because instead of having to build extra capacity to meet occasional peak demands, energy storage

avoids them having to invest fortunes to deal with the rare occasions where the grid is not strong

enough to meet demand.

On the other hand, the SPB system enables higher penetration (up to 100%) of renewables, where

currently only about 30% uptake is possible. And this is realized at lower cost than competing systems

The uniqueness of the SPB lies in the fact that it is the first fully green solution that allows users to go

off-grid. It enables households to be 100% independent from the electricity grid and gas network and

100% independent from price fluctuations in fossil fuels. The system is the missing link for mass uptake

of residential solar PV and the customer’s insurance against rising energy prices.

To future-proof the technology, an important element of the system is its built-in IOT (Internet of things) feature.

Interactive customer interface of the Solenco Powerbox with

location map and operational data

Drawing depicting the working of the Solenco Power Box in a

residential home

By leveraging IoT technologies, various metrics from the Solenco installations can be monitored and analyzed. Live

measurements and historical data are gathered in a centralized system that will not only provide information to improve

the system over time, it can also use these data for preventative maintenance and detailed problem analysis. In addition,

it allows the user to have up-to date information on the performance of their system. An easy-to-use customer interface

facilitates this experience.

Product

When used in a residential home, electricity is produced during the day through solar PV panels and the generated

power goes to its home appliances. Excess electricity is directed to the SPB which splits water into hydrogen and oxygen

through the reversible fuel cell technology. Oxygen is released to the air and hydrogen is stored as gas in cylinders. To

save space, these can be stored outside or underground. At night, the stored hydrogen can be transformed within the

reversible fuel cell into electricity and heat. The electricity goes to appliances and the heat is used for underfloor heating

as well as sanitary water heating.

The product has the potential to completely change the way renewable energy challenges are approached in the future.

It eliminates the uncertainty of supply and cost of energy for family homes and commercial buildings.

The SPB tackles the challenges in the energy market head-on, brings competitiveness to European energy companies

and will create a significant amount of jobs for the entire European market. To draw a parallel with a computer; without

a hard drive, it is severely limited. The same holds true for next generation smart grids, without energy storage, it will

always be gravely restricted.

Additional Uses of the System

The beauty of the system is that it is so versatile and that its benefits are not limited to electricity and heating requirements.

The SPB as a hydrogen fuel station: Hydrogen mobility is currently high on the European agenda, with hydrogen refueling

stations popping up everywhere. Flemish Deputy Prime minister and Flemish minister of Budget, Finance and Energy Bart

Tommelein recognizes that green vehicles are the future and that hydrogen cars have a huge role to play in this future.

They are free from emissions and the only by-product is water. The build-up of a hydrogen infrastructure in Belgium has

been endorsed by the government. In Berlin, the ‘Clean Energy Partnership’ between industry and the federal ministry of

transport is overseeing hydrogen cars and buses and has almost completed a network of 50+ hydrogen filling stations.

The first hydrogen train is set to start running in 2017. An action plan has been agreed upon to expand the network to

over 400 hydrogen filling stations in Germany by 2023.

In the United Kingdom, Transport for London has an entire network of hydrogen buses and several

London taxi companies have hydrogen cars in their fleet.

Owners of a Solenco Powerbox can refuel at home instead of having

the drive around to find the closest hydrogen station

Drawing depicting the use of the Solenco Powerbox in an

aquaponics system

Hydrogen infrastructure is a substantial investment, however part of this issue can be solved with the

Solenco Powerbox. Solenco Power is working on an add-on fuel pump which turns your SPB into a

hydrogen fuel station in addition to its core use. This means that you can refuel your car overnight in the

comfort of your own home.

Aquaponics

The system also provides a steady supply of oxygen. Oxygen is an incredibly versatile element. In industry,

it is used in water treatment and chemical combustion, but also to make steal and iron. In health care it

is used to help patients who have difficulty breathing, but also to destroy bacteria and to treat victims

of carbon monoxide poisoning. And the beauty industry has been tapping into oxygen’s benefits lately

for skin rejuvenation.

Solenco Power is aware that the oxygen in itself is a huge added benefit and has filed several patents

for its use in a variety of applications. An example of this is its use in aquaponics systems. Aquaponics

is also referred to as ‘city farming’ and combines the breeding of fish with growing plants in water.

Excretions of the fish are used as nutrients for the crops that are being cultivated. Adding the Solenco

Powerbox to this system not only makes the process cheaper and more Eco-friendly by providing heat

and energy storage, but it also generates oxygen to sustain the aquaculture. Solenco Power is in talks

with the United Nations for the use of this system in developing countries.

An intensive R&D program lead by Dr Hugo Vandenborre with support of Solvay SA, Belgium (SOLB)

resulted in a unique new device that combines the above mentioned two devices into one single unit.

This new device - referred to as ‘reversible fuel cell’ is protected by both European and international

patents. This breakthrough technology allows for easier and faster manufacturing of the SPB and results

in at least a 50% overall cost reduction.

This patented reversible fuel cell can transform electricity and water into hydrogen and hydrogen back

into electricity and heat afterwards. The heat takes the shape of hot water at a rated temperature of up

to 80°C. In between these actions the hydrogen is stored as a gas under pressure.

Principle

Up till now, two separate devices were needed; a device that splits water

into hydrogen and oxygen by applying current to two electrodes (see

left side in image on the right); and a device that produces electricity

and heat from hydrogen and oxygen or air (right side).

Schematic overview of the working of the Solenco Powerbox

Energy Independence is no longer a future fantasy, but can be

provided by the Solenco Powerbox today

The SPB caters to the consumer’s electrical and thermal needs

and does not need any connection to the electricity grid and gas

network

The SPB prototypes arriving at the port of Borkum, Germany

Installations

The first prototypes of the Solenco Powerbox have been installed in the field. Under a Horizon 2020 European Commission

funded project, referred to as NETfficient the first units were installed on the German island of Borkum. The project

combines different types of energy storage (such as supercapacitors, batteries and the Solenco Powerbox) to develop

an ‘energy storage smart city’. The purpose is to connect energy data and to involve all stake holder groups in the energy

value chain for a better living and working environment. In the image on the left, you can see the prototypes arriving at

the port of Borkum.

NETfficient is not the only European Commission project Solenco Power is involved in. The European Commission’s belief

in the Solenco Powerbox is such that they are currently funding three Solenco Power projects. The other projects are

SOUL-FI, an installation in a Future Internet framework and SMEINST, a grant specifically for SME’s with the potential

to become a European champion. In the framework of the SOUL-FI program, Fiware general enablers have been

implemented in the SPB allowing to manage virtual power plants based on the SPB product.

Another ground-breaking project is under way as part of a new living concept that creates energy independent modular

homes.

Domestic financial support schemes similar to past programs for solar panels, would be the next necessary step in

exploiting the full potential of the SPB. A similar plan would help get to the target price point as well as familiarize the

market with the product.

Solenco Power has worked with one of the best creative agencies in the world (Miew Creative Agency to come up with a

great corporate branding strategy that reflects what the product does. The cheetah in the logo represents power/energy.

The fact that a cheetah is a solitary animal reflects that the Solenco system is fully integrated and does not need the

main grid or any additional technology to do its job. And like a cheetah captures its prey to satisfy its energy needs, the

Solenco Power Box captures energy to satisfy the customer’s energy needs.

Being the fastest animal in the world highlights the efficiency of the Solenco system (90% round trip efficiency). It is

also a rare and endangered species, which not only underlines the uniqueness of what the product can do, but also

emphasizes the environment and sustainability issue.

What is equally important is that the product is not only functional, but that it is aesthetically pleasing, so it becomes

part of the customer’s home and everyday life. Most heating products today are very technical and not particularly nice

to look at. They are put away in the darkest corners of the house and not regarded as a feature of the home. The new

iteration of the SPB is designed in a way that is sleek yet practical, something you want to display rather than hide.

And much like Steve Jobs turned the Mac Book into a design piece, the fully commercial product will have a design which

allows it to step out of the shadow of its competitors.

Current design of the Solenco Powerbox

The working principle of the SPB in a residential home

Advantages versus the competition

There are currently several energy storage technologies on the market, of which Lithium- Ion batteries (e.g. TESLA

Powerwall) are probably the most well-known. But whilst these are good for small-scale storage, they are severely limited

in more than one respect. First of all, the cost remains high, especially when scaling up e.g. for seasonal storage. The

SPB on the other hand has a target price of €2.000 per kW (and a payback of as little as 6 years) for a commercially ready

system that lasts for a minimum of 25 years.

In addition to having a significantly more attractive market price, the SPB has grid stabilization capabilities and has a

home energy management system included, which can communicate with FI (Future Internet).

Another important distinction is the fact that the Solenco Powerbox integrates both heat and electricity in one solution.

And indeed, there are systems such as micro combined Heat and Power (mCHP), which also has the latter benefit.

However, these systems don’t have energy storage capabilities nor zero CO2 emissions.

Equally, both micro Combined Heat and Power and Li-Ion batteries still need a connection to the electricity grid and gas

network and neither one of these solutions is completely ‘green’.

This makes the SPB the first fully green energy storage solution that allows for 100% grid independence.

Panasonic has recently released a video in which they refer to what their ambition is for the future. They envision a

‘hydrogen energy society’ in which hydrogen will be produced from renewables instead of fossil fuels and in which

they dream about using hydrogen for storage to generate zero emissions. This ‘future’ is already a reality with the SPB.

This gives strong confidence that Solenco Power has developed a truly disruptive system well ahead of the market

competition.

Apart from the initial investment, one of the main advantages for households is that there are virtually no additional

costs. The maintenance cost per year is less than 0.7% of the Initial Investment for the entire lifetime of +25 years.

Over the past few years, batteries have been hailed as the holy grail in storage. But ultimately it comes down to cost and

range of services and a battery will never provide storage without degradation or be able to offer affordable seasonal

storage. Also, a battery has a limited amount of cycles. From a practical point of view, consumers don’t want to reinvest

or upgrade their system every few years. People are increasingly willing to make an upfront investment in energy, but

one that lasts.

A full like-for-like comparison is impossible because of the difference in technology and services that are offered, but if

you reflect on the comparison made above, the advantages of the SPB become very clear. It is also worth noting that the

Powerwall would need to be replaced before it reaches its payback point. In addition, owners of a Powerwall will still be

dependent on the grid and need a separate heating system, whereas the SPB owners won’t be.

Renewable energy from solar PV panels are the sole input for the

Solenco Powerbox

European Commission President Jucker addressing the press

Market

The long-term potential for the SPB is significant, especially given the unique benefits to the customer. As a comparison:

Panasonic sold thirty thousand gas micro-CHPs in 2 years and Viessmann-Panasonic sold over four thousand gas micro-

CHP units in the first year in Germany. Volume target for Solenco Power is to sell ten thousand units of the SPB (cumulative)

in the first 3 years of production, which starts when the product reaches commercial readiness.

Sales will be carried out in 3 phases. First Solenco Power will reach out to early adopters who are less price sensitive

before moving on to the mass market. More niche market such as home owners with unreliable grids will be tackled at

a later stage. In terms of geography, the company will sign its first deals in the Benelux and the rest of Europe, before

moving on to North America by 2019. By 2020, around twenty thousand units will have been installed and Solenco will

expand to Asia and the rest of the world.

That there is indeed an international market for energy storage is confirmed by the European Commission and the

Juncker administration. Juncker is a strong advocate for the increased uptake of renewable energies, not only for the

energy security it brings, but because he recognizes carbon emissions need to come down dramatically if the EU wants

to reach its climate goals. But as addressed earlier, more renewables on the electricity grid also means a more volatile,

unstable grid. Energy storage technologies help to mitigate this problem.

In his list of priorities, European Commission President Jean-Claude Juncker writes:

‘I want to keep our European energy market open to our neighbors. However, if the price for energy

from the East becomes too expensive, either in commercial or in political terms, Europe should be

able to switch very swiftly to other supply channels. We need to be able to reverse energy flows

when necessary. And we need to strengthen the share of renewable energies on our continent. This

is not only a matter of a responsible climate change policy. It is, at the same time, an industrial policy

imperative if we still want to have affordable energy at our disposal in the medium term. I therefore

want Europe’s Energy Union to become the world number one in renewable energies.’

Juncker’s vision is not merely an ambition, solar power capacity in Europe is almost half the world’s total and is 4 times

bigger than in the US. If Europe plays its cards right, it could become a hub for energy storage technologies as well.

Several energy storage solutions are currently being developed in Europe and energy storage conferences pop up all

over Europe. The EU is acknowledging its importance by promoting innovation in key technologies such as the Horizon

20202 program and developing suitable market rules. Grants and incentives have been developed to eliminate barriers

that currently exist such as administration, excessive fees and charges, cost of development and market uptake.

Dr Hermann Scheer, former member of ther the German parliament

Nobel prize for his work on renewable energy, making the keynote

speech at the World Energy Storage Forum

Epilogue

A drastically changing energy landscape calls for disruptive technologies. Mere peak shaving or demand response

balancing is no longer enough. The seismic shift from a centralized system to distributed energy is fueled by rising

energy costs, environmental concerns, and regulatory pressures. This trend towards smaller power-generation systems

for homes, businesses and communities asks for an integrated solution that can cater to all emerging demands such as

energy storage, but also one that has the flexibility to allow new business models to be developed, based on the end

user’s actual energy needs.

An increasing number of customers and emerging businesses are breaking away from a conventional system in which

residential energy needs, mobility and environment are isolated concepts. The starting point should be the overall needs

of the consumer and how these can be tackled in one single solution that is simple, environmentally friendly, affordable

and most of all, efficient. It is my conviction that a triple zero carbon Solenco Powerbox that can deliver not only electricity

and heat, but can also providefuel for your car, would be a perfect way to kick-start this new future of energy.

Dr Hugo Vandenborre

Bibliography and credits

Bibliography

Netfficient website: http://netfficient-project.eu/

Panasonic video: http://www.panasonic.com/global/corporate/brand/story/

clean_energy.html

http://europa.eu/rapid/press-release

https://ec.europa.eu/commission/2014-2019/president_en

https://cleanenergypartnership.de

Photo credits

http://www.energystorageforum.com/

http://energypost.eu/

Contact address:

Solenco Power NV

Slachthuisstraat 112 bus2

2300 Turnhout, Belgium

Contact Person:

Dr. Hugo Vandenborre,

Founder, President & CEO

E-mail: hugo.vandeborre@solencopower.com

Website: www.solencopower.com

Mobile phone: +32 477 66 27 29

The Solenco Powerbox_________________________________________________________De ontbrekende schakel voor het grootschalige gebruik van residentiële fotovoltaïsche zonnemodules

Dr Hugo Vandenborre

Dutch Summary

Een op te lossen probleem

De energieprijzen kennen sinds 1999 een aanzienlijke opwaartse trend. Volgens het IMF zijn de prijsindexen van

petroleum en gas evenals hun globale gemiddelde meer dan verdubbeld in amper tien jaar tijd, met pieken die meer

dan het drievoud bereiken.

Voor Eurostat zijn de schommelingen in de elektriciteitsprijzen binnen de Europese Unie minder sprekend dan die van

de belangrijkste fossiele brandstoffen, maar een opwaartse trend van de publieksprijzen voor elektriciteit is eveneens

opmerkelijk. Zelfs tijdens de financiële crisis van 2007-2008 werd geen enkele daling van de elektriciteitsprijzen

geregistreerd, maar werd er een status quo waargenomen. Eurostat maakt melding van een opwaartse tendens van de

gasprijzen binnen de Europese Unie, waarbij de schommelingen van de gasprijzen (jaarlijkse toename van 10%) hierbij

groter zijn dan die van de elektriciteitsprijzen (jaarlijkse toename van 5%).

De samenstelling van de huidige energiemarkt en de (centrale) productie- en distributiewijze van de energie maken

de gezinnen en bedrijven erg afhankelijk van deze fossiele brandstofbronnen, van de energieleveranciers en van het

distributienet. De impact op hun budget vergroot en gebeurt op het onverwachts.

Vandaag de dag, bieden alternatieve energie zoals fotovoltaïsche zonnemodules en windmolens een zeer interessante

oplossing omdat ze kunnen zorgen voor duurzame energiebronnen. Met uitzondering van de initiële investering, zijn

ze gratis. Deze energiebronnen fungeren echter met tussenpozen, zijn moeilijk te voorspellen en bijgevolg moeilijk

te beheren, wat een groot nadeel betekent voor de ontwikkeling van de duurzame energiebronnen als pijler van de

energetische systemen.

Onvoldoende vermogen om deze fluctuaties te compenseren is geen scenario voor de lange termijn. In sommige gebieden

is de elektrische voorziening die voortkomt uit duurzame bronnen nu al soms hoger dan het elektriciteitsverbruik in

dalperiodes (bijvoorbeeld in Denemarken of in Duitsland).

Om het geheel van deze uitdagingen het hoofd te bieden, werd er een nieuw product ontwikkeld, dat de handelsnaam

Solenco Powerbox™ (Solar Energy Conversion Powerbox™) draagt en dit onder leiding van Doctor Hugo Vandenborre.

Concept

Solenco Powerbox (SPB™) is een energieopslagsysteem en werkt binnen het kader van een geïntegreerde oplossing. Deze

oplossing vertegenwoordigt een hele kringloop van duurzame energieproductie, van energieopslag en -verbruik van

elektriciteit en warmte in de residentiële zones die de energetische autonomie en onafhankelijkheid van zijn verbruiker

t.o.v. het net waarborgt, m.a.w. gaat het hier om het instellen in de praktijk van gedecentraliseerde energieproductie.

SPB™ is een energieopslagsysteem dat gebruik maakt van de waterstoftechnologie. Ze laadt zich op aan een duurzame

bron (de fotovoltaïsche zonnemodule) en geeft de warmte en de elektrische energie weer als er geen zon is.

Als ontbrekende schakel tussen de residentiële noden en het beschikbare zonne-energiesysteem, biedt ze de

mogelijkheid om energie op te slaan wanneer ze voorhanden is en ze te gebruiken in geval van nood.

SPB™ is een alles-in-één oplossing die de noden in verwarming en elektriciteit dekt en de aansluiting op een elektrisch

en aardgasnet niet nodig heeft. In tegenstelling tot batterijsystemen, maakt zij het mogelijk om dagen- of maandenlang

op te slaan zonder verlies/degradatie omdat zij gebruik maakt van samengeperste waterstof als energieopslagvorm

voor een energietransfer van zelf één seizoen naar een ander.

Waterstof, een basisvorm van opslag, kan ook worden verdeeld onder de woningen of gebruikt worden als brandstof

met nul CO2-uitstoot voor de waterstofwagens.

Dit intelligente systeem regelt de hele energiekringloop in huis. SPB™ werkt met de energetische cloud (gevolgd door

informatie van Iot apparaten : intelligente teller, module of zendontvangtoestel). Deze cloud is de aansluiting van de

voedingsbronnen en de verbruikers van diezelfde energie.

Werking

De zonnepanelen leveren de enige energiebron. Daar SPB™ kan werken met of zonder aansluiting op het net, is een

netverbinding geen must. Een aansluiting op het aardgasnet, zoals bij de oplossingen van de concurrentie, is eveneens

niet nodig.

Tijdens de dag zijn de noden in elektriciteit gedekt door de zonnepanelen en alleen het overschot wordt gezonden naar

SPB™ om er opgeslagen te worden onder de vorm van waterstof.

Tijdens de dag zijn de noden in elektriciteit gedekt door de zonnepanelen en alleen het overschot wordt gezonden naar

SPB™ om er opgeslagen te worden onder de vorm van waterstof.

Als de zon niet schijnt, dan worden de elektriciteit en de warmte geproduceerd door SPB™ vanaf de opgeslagen waterstof,

beide samen met een rendement van 95%.

De werking dekt de noden in warm water voor de verwarming (liefst vloerverwarming) en de sanitaire voorzieningen.

Indien de warmteproductie de noden overtreft, zal de warmte worden opgeslagen in een warmwatertank. Indien de

vraag naar warmte hoger is dan de productie, wordt er meer warmte geproduceerd dankzij een katalytische brander.

Deze laatste is een hoogrendementsbrander (97%) zonder vlam, die waterstof gebruikt als energiebron.

De CO2-productie binnen het gehele systeem bedraagt 0 gram. Het product is dus driemaal koolstofvrij: noch de

productie, noch de distributie, noch het verbruik maken broeikasgassen aan.

Dit product heeft tegenwoordig een niveau 8 qua technologische maturiteit, en werd daartoe goedgekeurd en getest

in een relevant milieu.

De belangrijkste componenten van SPB™ zijn de volgende:

• batterij met omkeerbare brandstof: vermogen in kW;

• waterstof opslagtank: energie in kWh;

• energetisch beheersysteem: controle-eenheid;

• cloud interface.

De SPB™ beschikt over een 3G/GPRS-module die een aangepaste controle en besturing mogelijk maken, en dit zelfs op

afstand.

Waterstof opslagsysteem

Waterstof heeft een sterke massaenergiedichtheid maar minder volume dichtheid, wat een uitdaging vormt voor de

opslag. Teneinde voldoende hoeveelheden gasvormige waterstof op te slaan, wordt deze laatste samengeperst en

opgeslagen in gasflessen van industriële kwaliteit

Het ontwerp van de SPB™ voorziet een lekkendetector en voldoende ventilatie.

Alle ontvlambare brandstoffen moeten niettemin worden behandeld met zorg. Net zoals benzine en aardgas, is waterstof

ontvlambaar en kan het gevaarlijk zijn in bepaalde omstandigheden. Het is industrieel reeds vele jaren bewezen om

waterstof op te slaan op een veilige manier en overeenkomstig eenvoudige aanbevelingen.

Om waterstof te behandelen, moet de wetgeving van kracht nageleefd worden. Bijgevolg zal voor de in dienst stelling

van de SPB™ nauw samengewerkt worden met KIWA, Apeldoorn, in Nederland (www.kiwa-erp.com) en TÜV (Technisch

Uberwachungs Verein), SÜD, in Duitsland (www.tuev-sued.de).

Een uniek handelsvoorstel in vergelijking met andere opslagapparatuur

Daar SPB™ het mogelijk maakt elektriciteit, warmte en brandstof met nul CO2-uitstoot te produceren door absoluut

koolstofdioxidevrij te werken, lost ze de meeste problemen op waarmee de residentiële eindgebruikers over het

algemeen worden geconfronteerd.

1. De waarde van de fotovoltaïsche zonnetoestellen vermeerdert want er is geen enkele verplichting meer die

oplegt wanneer de energie kan worden voortgebracht en geen energie wordt verkwist. Het teveel aan energie kan

worden opgeslagen en de opgeslagen energie kan worden omgezet in elektriciteit of in warmte op het gepaste ogenblik.

Bijgevolg is Solenco Powerbox™ volgens ons de ontbrekende schakel voor het massieve gebruik van fotovoltaïsche

zonnemodules.

2. Opslag van energie: het is mogelijk het teveel aan energie van duurzame oorsprong dat tijdens de dag wordt

geproduceerd langer op te slaan en haar dan later opnieuw te gebruiken onder de vorm van elektriciteit of warmte op

het juiste tijdstip. Opgeslagen waterstof kan zelfs dienen als geheel niet-vervuilende brandstof, bijvoorbeeld in een

wagen (modellen Toyota/Hyundai, al op de markt gebracht in 2015). Energie kan uren-, dagen- en zelfs maandenlang

veilig worden opgeslagen zonder degradatie/verlies.

3. Een ecologische oplossing: de wereldvraag naar energieoplossingen die respectvol omgaan met het milieu

verhoogt en de wens de koolstofdioxideafdruk te verminderen wordt steeds zichtbaarder. Solenco Powerbox™ is een

oplossing die niets van koolstofdioxide teweegbrengt: noch de productie, noch de distributie, noch het gebruik ervan

brengt koolstofdioxide voort.

4. De Solenco Powerbox™ (van 1 tot 10 kW) is een modulaire oplossing die voorziet in de mogelijkheid een grotere

capaciteit te scheppen indien dat nodig blijkt (5 tot 50 kW).

5. Rekening houdende met de schommelingen van de energieprijzen en de onzekerheid inzake beschikbaarheid

van conventionele energiebronnen, is de zekerheid omtrent de bevoorrading een grote troefkaart. Solenco Powerbox™

maakt het de residentiële eindgebruiker mogelijk niet meer af te hangen van de politieke en economische situatie en de

noden te dekken want Solenco Powerbox™ maakt die zelfvoorzienend.

6. Evenwicht tussen aanbod en vraag: voor de conventionele energiesystemen is de klant afhankelijk van de pieken

dalperiodes. De bevoorrading van personen die een fotovoltaïsche zonne-installatie hebben is overmatig wanneer de

zon schijnt, daar waar de werkelijke noden zich laten voelen ‘s avonds. De Solenco Powerbox™ biedt een doeltreffende

oplossing voor dit probleem.

7. Ten slotte bestaat de grootste troef van Solenco Powerbox™ erin een volledige autonomie te garanderen ten

overstaan van de grote acteurs van de sector, wat het geval niet is voor concurrentiële producten omdat ze alleen maar

proberen één enkel aspect te dekken (de elektriciteit of de verwarming.

The Solenco Powerbox_________________________________________________________Le chaînon manquant pour l’utilisation massive du photovoltaïque solaire résidentiel

Dr Hugo Vandenborre

French Summary

Un problème à résoudre

Les prix de l’énergie connaissent une hausse tendancielle significative depuis 1999. Selon le FMI, les indices des prix du

pétrole et du gaz ainsi que leur moyenne globale ont plus que doublé en tout juste dix ans, avec des pics atteignant plus

du triple.

Pour Eurostat, les fluctuations du prix de l’électricité dans l’Union européenne sont moins parlantes que celles des

principales énergies fossiles mais une tendance à la hausse des prix publics de l’électricité est également notable. Même

durant la crise financière de 2007-2008, aucune baisse des prix de l’électricité n’a été enregistrée mais un statu quo a été

observé. Eurostat fait état d’une tendance à la hausse des prix du gaz dans l’Union européenne, la fluctuation des prix du

gaz (en augmentation de 10 % par an) étant supérieure à celle des prix de l’électricité (en augmentation de 5 % par an).

La constitution du marché de l’énergie actuel et le mode (central) de production et de distribution de l’énergie rendent

les foyers et les entreprises très dépendants de ces sources d’énergie fossiles, des fournisseurs d’énergie et du réseau de

distribution. L’impact sur leur budget augmente et est imprévisible.

Aujourd’hui, les énergies alternatives telles que le solaire photovoltaïque, l’éolien et la biomasse offrent une solution

très intéressante car elles peuvent constituer des sources d’énergie durables. Excepté l’investissement initial, elles sont

gratuites. Ces sources d’énergie sont toutefois intermittentes, imprévisibles et, par conséquent, difficiles à gérer, ce

qui est un inconvénient majeur pour le développement des énergies renouvelables comme pilier de la combinaison

énergétique.

Une capacité insuffisante à compenser les fluctuations n’est pas un scénario à long terme. Actuellement déjà,

l’approvisionnement énergétique provenant de sources renouvelables est parfois supérieur à la consommation

électrique en périodes creuses dans certaines régions (par exemple au Danemark ou en Allemagne).

Pour relever l’ensemble de ces défis, un nouveau produit, qui porte le nom commercial de Solenco Powerbox™ (Solar

Energy Conversion Powerbox™), a été développé sous la direction du docteur Hugo Vandenborre.

Concept

Solenco Powerbox (SPB™) est un dispositif de stockage d’énergie et fonctionne dans le cadre d’une solution intégrée.

Cette solution est un circuit complet de production d’énergie renouvelable, de stockage d’énergie et de consommation

d’énergie par l’électricité et la chaleur dans les zones résidentielles qui garantit l’autonomie énergétique et l’indépendance

de son utilisateur vis-à-vis du réseau, soit la mise en pratique de la production d’énergie décentralisée.

La SPB™ est un système de stockage d’énergie qui a recours à la technologie à l’hydrogène. Elle se charge en électricité à

partir d’une source renouvelable (le solaire photovoltaïque) et restitue de la chaleur et de l’énergie électrique.

Chaînon manquant entre les besoins résidentiels et le système d’énergie solaire disponible, elle offre la possibilité de

stocker de l’énergie lorsque celle-ci est disponible et de l’utiliser en cas de besoin.

La SPB™ est une solution tout-en-un qui couvre les besoins en chauffage et en électricité et exclut la nécessité d’une

connexion au réseau électrique et gaz naturel. Contrairement aux systèmes à batterie, elle permet de stocker durant des

heures ou des mois sans déperdition/dégradation car elle utilise l’hydrogène comprimé comme forme de stockage de

l’énergie pour un transfert d’énergie même d’une saison à l’autre.

Cette forme basique de stockage, l’hydrogène, peut également être partagée entre des habitations ou utilisée comme

carburant à zéro émissions dans les voitures à hydrogène.

Ce système intelligent régule toute la circulation de l’énergie dans la maison. SPB™ fonctionne avec le cloud énergétique

(suivi des informations au moyen de dispositifs IdO : compteur intelligent, module ou émetteur-récepteur). Ce cloud est

la jonction des sources d’alimentation en énergie et des consommateurs de cette même énergie.

Fonctionnement

Les panneaux solaires fournissent l’unique source d’énergie. Comme la SPB™ peut fonctionner qu’elle soit raccordée

ou non au réseau, une connexion au réseau n’est pas absolument nécessaire. Une connexion au réseau de gaz naturel,

comme pour les solutions de la concurrence, n’est pas requise non plus.

Les besoins électriques sont couverts par les panneaux solaires durant la journée et seul l’excédent est envoyé à la SPB™

pour y être stocké sous forme d’hydrogène.

Si le soleil ne brille pas, l’électricité et la chaleur sont produites par la SPB™ à partir de l’hydrogène stocké, toutes deux

avec un rendement de 95 %.

Le fonctionnement peut couvrir les besoins en eau chaude pour le chauffage et les sanitaires. Si la production de

chaleur dépasse les besoins, la chaleur sera stockée dans un réservoir d’eau chaude. Si la demande de chaleur excède

la production, davantage de chaleur est produite grâce à un brûleur catalytique. Ce dernier est un brûleur à rendement

élevé (97 %) sans flamme, qui utilise l’hydrogène comme source d’énergie.

La production de CO2 de l’ensemble du système est de 0 gramme. Le produit est donc triplement zéro carbone : ni la

production, ni la distribution, ni la consommation ne génère de gaz à effet de serre.

Ce produit est actuellement au niveau 8 de maturité technologique, ayant été validé et testé dans un environnement

pertinent.

Les principaux composants de la SPB™ sont les suivants :

• pile à combustible réversible: puissance en kW ;

• réservoir de stockage d’hydrogène: énergie en kWh ;

• système de gestion énergétique: unité de contrôle ;

• interface cloud.

La SPB™ est dotée d’un module 3G/GPRS qui permet un contrôle et une commande adéquats, même à distance.

Fonctionnement

L’hydrogène a une forte densité énergétique massique (mais pas volumique, ce qui est un défi pour le stockage). Afin de

stocker des quantités suffisantes d’hydrogène gazeux, ce dernier est comprimé et stocké dans des bonbonnes de gaz de

qualité commerciale.

La conception de la SPB™ prévoit une détection des fuites et une ventilation suffisante.

Tous les combustibles inflammables doivent toutefois être manipulés avec précaution. Comme l’essence et le gaz

naturel, l’hydrogène est inflammable et peut s’avérer dangereux dans certaines circonstances. Il est possible de stocker

l’hydrogène de manière sûre en suivant des recommandations simples et si l’utilisateur sait ce qu’il fait.

Pour manipuler l’hydrogène, la réglementation en vigueur doit être respectée. Par conséquent, la SPB™ sera mise en service

en étroite collaboration avec KIWA, Apeldoorn, aux Pays-Bas (www.kiwa-erp.com) et TÜV (Technisch Uberwachungs

Verein), SÜD, en Allemagne, (www.tuev-sued.de).

Une proposition commerciale unique par rapport aux autres dispositifs de stockage

Comme la SPB™ permet de produire de l’électricité, de la chaleur et du combustible à zéro émission en générant une

quantité de carbone absolument nulle, elle résout la plupart des problèmes auxquels sont généralement confrontés les

utilisateurs résidentiels finaux :

1. La valeur du solaire photovoltaïque augmente car plus aucune contrainte n’impose quand l’énergie peut être

générée et aucune énergie n’est gaspillée. L’excédent d’énergie peut être stocké et l’énergie stockée peut être convertie

en électricité ou en chaleur au moment opportun. Par conséquent, la Solenco Powerbox™ est selon nous le chaînon

manquant pour l’adoption massive du solaire photovoltaïque.

2. Stockage de l’énergie : il est possible de stocker plus longtemps l’excédent d’énergie d’origine renouvelable

produite durant la journée puis de la réutiliser sous forme d’électricité ou de chaleur au moment opportun. L’hydrogène

stocké peut même servir de carburant absolument non polluant, par exemple dans une voiture (modèles Toyota/

Hyundai, déjà commercialisés en 2015). L’énergie peut être stockée de manière sûre durant des heures, des jours voire

des mois sans dégradation/déperdition.

3. Une solution écologique : la demande mondiale de solutions énergétiques respectueuses de l’environnement

augmente et la volonté de réduire son empreinte carbone est de plus en plus marquée. Solenco Powerbox™ est une

solution zéro carbone à trois titres (ni la production, ni la distribution, ni l’utilisation ne génère de carbone).

4. La Solenco Powerbox™ (de 1 à 10 kW) est une solution évolutive qui offre la possibilité de passer à une plus

grande capacité en cas de nécessité (5 à 50 kW).

5. Compte tenu de la fluctuation des prix de l’énergie et de l’incertitude en matière de disponibilité des sources

d’énergie conventionnelles, la certitude relative à l’approvisionnement est un enjeu majeur. Solenco Powerbox™ permet

à l’utilisateur résidentiel final de ne plus dépendre de la situation politique et économique et de couvrir ses besoins car

la Solenco Powerbox™ le rend autosuffisant.

6. Équilibre entre l’offre et la demande : pour les systèmes d’énergie conventionnels, le client dépend des pics et

des périodes creuses. L’approvisionnement des personnes qui ont une installation solaire photovoltaïque est excessif

quand le soleil brille alors que les véritables besoins se font sentir en soirée. La Solenco Powerbox™ offre une solution

efficace à ce problème.

7. Enfin, la Solenco Powerbox™ a pour atout majeur de garantir une autonomie complète vis-à-vis des grands

acteurs du secteur, ce qui n’est pas le cas des produits concurrents car ils tendent à ne couvrir qu’un seul aspect (l’électricité

ou le chauffage) et ont largement recours à l’approvisionnement public pour le reste.

The Solenco Powerbox_________________________________________________________Das fehlende Glied für den massiven Einsatz von Photovoltaikanlagen im Wohnbereich

Dr Hugo Vandenborre

German Summary

Problemstellung

Seit 1999 steigen die Energiepreise spürbar an. Laut FMI haben sich die Preisindizes sowie der Gesamtpreisdurchschnitt

für Öl und Gas in gerade mal 10 Jahren mehr als verdoppelt und zu Spitzenzeiten sogar mehr als verdreifacht.

Für Eurostat sind die Fluktuationen des Strompreises in der europäischen Union weniger aussagekräftig als jene bei

fossilen Hauptenergien, aber es gibt auch bei den öffentlichen Strompreisen eine spürbare Tendenz zum Anstieg.

Sogar während der Finanzkrise 2007-2008 wurde keine Strompreissenkung festgestellt, sondern lediglich ein Status

quo. Eurostat berichtet von einer Tendenz zur Gaspreiserhöhung in der Europäischen Union, wobei die Fluktuation des

Gaspreises (10% Erhöhung pro Jahr) höher ist als jene des Strompreises (5% Erhöhung pro Jahr).

Die Struktur des aktuellen Energiemarktes und die (zentrale) Produktion sowie die Energieverteilung machen Wohnhäuser

und Unternehmen sehr abhängig von diesen fossilen Energiequellen, den Energielieferanten und vom Verteilernetz. Der

Einfluss auf das Budget nimmt zu und ist zudem nicht vorhersehbar.

Heutzutage bieten alternative Energien wie Photovoltaik, Windenergie und Biomasse sehr interessante Lösungen, weil sie

nachhaltige Energiequellen darstellen könnten. Abgesehen von einer Basisinvestition sind sie gratis. Diese Energiequellen

sind allerdings nicht kontinuierlich, unvorhersehbar und daher schwer zu managen, was der Haupteinwand ist für die

Entwicklung von erneuerbaren Energien zur Säule eines Energiemixes.

Eine unzureichende Leistung zur Kompensierung von Fluktuationen ist kein Langzeitszenarium. Bereits jetzt hat die

Energieversorgung aus erneuerbaren Quellen in manchen Regionen und während Zeiten mit geringer Auslastung oft

den größten Anteil am Stromverbrauch (zum Beispiel in Dänemark und in Deutschland).

Um sämtliche Nachteile aus dem Weg zu räumen, wurde unter Leitung von Doktor Hugo Vandeborre ein neues Produkt

mit dem Handelsnamen Solenco Powerbox™ (Solar Energy Conversion Powerbox™) geschaffen.

Problemstellung

Solenco Powerbox (SPB™) ist ein Energiespeichergerät und funktioniert im Rahmen einer integrierten Lösung. Diese

Lösung ist ein kompletter Produktionskreislauf für erneuerbare Energie, zur Speicherung von Energie und zum Verbrauch

von Energie durch Strom und Wärme in Wohnbereichen bei Garantie energetischer Autonomie und Unabhängigkeit des

Nutzers vom Netz, also die praktische Umsetzung einer dezentralisierten Energieproduktion.

SPB™ ist ein Energie-Speicherungssystem, das auf einer Wasserstofftechnologie beruht. Der Wasserstoff lädt sich,

ausgehend von einer erneuerbaren Quelle, mit Strom auf (Photovoltaik) und gibt Wärme und elektrische Energie ab.

Als fehlendes Glied zwischen dem verfügbaren Bedarf im Wohnbereich und dem Energiesystem bietet das System die

Möglichkeit zur Energiespeicherung, wenn ausreichend Energie verfügbar ist, und diese kann dann bei Bedarf genutzt

werden.

SPB™ ist eine All-in-one-Lösung, die den Heizungs- und Strombedarf abdeckt, und es besteht keine Notwendigkeit eines

Anschlusses an das Strom- oder Gasnetz. Im Gegensatz zu den Systemen mit Akkus gibt es die Möglichkeit einer stunden-

bzw. monatelangen Speicherung ohne Verlust/Degeneration, weil komprimierter Wasserstoff als Speicherungsform für

die Energie verwendet wird und einen Energietransfer sogar von einer Saison auf die andere ermöglicht.

Diese Basisspeicherungsform, der Wasserstoff, kann auch innerhalb einer Wohnanlage stattfinden oder als Treibstoff mit

Null-Emissionen bei wasserstoffbetriebenen Fahrzeugen dienen.

Dieses intelligente System reguliert den gesamten Energiekreislauf im Haus. SPB™ funktioniert mit Cloud Energy

(Kontrolle der Informationen mit Hilfe der IdO Geräte: intelligenter Zähler, Modul oder Sender-Empfänger-Einheit). Diese

Cloud ist das Verbindungsglied zwischen Energieversorgungsquellen und Konsumenten mit eben dieser Energie.

Funktionsweise

Die Solarpaneele dienen als einzige Energiequelle. Da das SPB™ sowohl mit, als auch ohne Netzanschluss funktionieren

kann, ist ein Anschluss an das Netz nicht unbedingt erforderlich. Ein Anschluss an das Erdgasnetz, wie bei den Lösungen

der Konkurrenz, ist ebenso wenig erforderlich.

Der elektrische Bedarf wird während des Tages durch Solarpaneele abgedeckt, und nur der Überschuss wird zum SPB™

geschickt, um dort in Form von Wasserstoff gespeichert zu werden.

Wenn die Sonne nicht mehr scheint, werden Strom und Wärme vom SPB™ ausgehend vom gespeicherten Wasserstoff,

jeweils mit einer Leistung von 95% produziert.

Der Betrieb kann den Bedarf an Heißwasser für die Heizung und den Sanitärbereich abdecken. Wenn die Wärmeproduktion

den Bedarf übersteigt, wird die Wärme im Heißwassertank gespeichert. Wenn der Wärmebedarf die Produktion

übersteigt, wird Dank eines Katalytbrenners Wärme produziert. Dabei handelt es sich um einen Hochleistungsbrenner

(97%) ohne Flamme, der Wasserstoff als Energiequelle nutzt.

Die CO2- Produktion des gesamten Systems beträgt 0 Gramm. Das Produkt ist daher dreifach Null Karbon: weder die

Produktion, noch die Verteilung oder der Verbrauch produzieren Treibhausgas.

Dieses Produkt ist aktuell auf dem Level 8 der technischen Reife und wurde in der entsprechenden Umgebung validiert

und getestet.

Die Hauptkomponenten von SPB™ sind folgende:

• reversible Brennstoffzelle: Leistung in kW;

• Wasserstoff-Speichertank: Energie in kWh;

• Energiemanagementsystem: Kontrolleinheit;

• Cloud-Schnittstelle.

Das SPB™ ist mit einem 3G/GPRS Modul versehen, das eine adäquate Kontrolle und Steuerung auch aus der Ferne

ermöglicht.

Wasserstoffspeicherung

Wasserstoff hat eine hohe energetische Massendichte (aber keine Raumdichte, was ein Nachteil bei der Speicherung

ist). Um ausreichende Mengen an Wasserstoff in Gasform speichern zu können, wird dieser komprimiert und in

handelsüblichen Gasflaschen gelagert.

Die Planung des SPB™ sieht eine Leckerkennung und eine ausreichende Belüftung vor.

Sämtliche Brennstoffe müssen vorsichtig gehandhabt werden. Wie Benzin und Erdgas ist Wasserstoff brennbar und kann

sich unter gewissen Umständen als gefährlich herausstellen. Es gibt die Möglichkeit, Wasserstoff auf sichere Art zu lagern

unter Einhaltung von einfachen Empfehlungen, vorausgesetzt der Nutzer weiß, was er tut.

Beim Umgang mit Wasserstoff müssen die gültigen Bestimmungen eingehalten werden. Daher wird das SPB™ in

enger Zusammenarbeit mit KIWA, Apeldoorn in den Niederlanden (www.kiwa-erp.com) und dem TÜV (Technischer

Überwachungsverein) SÜD in Deutschland (www.tuev-sued.de) in Betrieb genommen werden.

Ein einmaliger geschäftlicher Vorschlag im Vergleich zu anderen Speichergeräten.

Da das SPB™ die Produktion von Strom, Wärme und Brennstoff mit Null Emission ermöglicht und dabei die produzierte

Karbonmenge gleich Null ist, werden so die meisten Probleme, denen ein Endnutzer im Wohnbereich begegnen könnte,

gelöst:

1. Der Wert der Photovoltaik nimmt zu, da es keinerlei Zwänge mehr bei der Energieproduktion gibt und keine

Energie verschwendet wird. Der Überschuss an Energie kann gespeichert werden, und die gespeicherte Energie kann zu

einem gewünschten späteren Zeitpunkt in Strom oder Wärme umgewandelt werden. Daher sind wir der Meinung, dass

die Solenco Powerbox™ das fehlende Glied ist für den massiven Einsatz von Photovoltaik.

2. Energiespeicherung: es gibt die Möglichkeit einer längeren Speicherung von erneuerbarer Energie, die während

des Tages produziert wird und bei Bedarf in Form von Strom oder Wärme verwendet werden kann. Der gelagerte

Wasserstoff kann auch als absolut umweltfreundlicher Brennstoff verwendet werden, zum Beispiel für ein Fahrzeug

(Modelle Toyota/Hyundai, die bereits seit 2015 im Handel sind). Die Energie kann auf sichere Art und Weise stunden-

bzw. tagelang und sogar monatelang ohne Verlust/Degradierung gespeichert werden.

3. Eine ökologische Lösung: der weltweite Bedarf an umweltfreundlichen Energielösungen nimmt zu und der

Wunsch, den Karbonabdruck zu verringern, wird immer stärker. Solenco Powerbox™ ist eine Dreifach-Null-Karbonlösung

(weder bei Produktion, noch Verteilung oder Verwendung wird Kohlenstoff produziert).

4. Die Solenco Powerbox™ (von 1 bis 10 kW) ist eine zukunftsorientierte Lösung, die die Möglichkeit bietet, bei

Bedarf eine größere Leistung zu erhalten (5 bis 50 kW).

5. In Anbetracht der Energiepreisfluktuation und der Unsicherheit bei der Verfügbarkeit von konventionellen

Energiequellen, ist die größte Herausforderung eine relativ sichere Versorgung. Solenco Powerbox™ ermöglicht seinen

Endnutzern im Wohnbereich, unabhängig zu werden von der politischen und wirtschaftlichen Lage und ihren Bedarf

abzudecken, da die Solenco Powerbox™ ihren Nutzer unabhängig macht.

6. Das Gleichgewicht zwischen Angebot und Nachfrage: bei konventionellen Energiesystemen hängt der Kunde

von den Zeiten starker und geringer Auslastung ab. Die Versorgung der Personen, die eine Photovoltaikanlage haben, ist

exzessiv, wenn die Sonne scheint, während zu den wirklichen Bedarfszeiten am Abend die Produktion zu gering ist. Die

Solenco Powerbox™ ist die Lösung für dieses Problem.

7. Schließlich ist der größte Vorteil der Solenco Powerbox™ die Sicherstellung der kompletten Autonomie gegenüber

den großen Akteuren in diesem Bereich, was nicht der Fall ist bei Konkurrenzprodukten, da diese normalerweise nur einen

Bereich abdecken werden (Strom oder Heizung) und in großem Maße in den restlichen Bereichen von der öffentlichen

Versorgung abhängig sind.

Copyright© 2017 by Dr. Hugo Vandenborre All rights ... · (e.g. being the co-founder of NASDAQ...

Documents