Generator op 25.000 toeren als hart van compacte scheepsmotor

In dit artikel:

Advanced Electromagnetics uit Waalwijk en de TU Delft ontwikkelen met MeGa-Drive een compacte generator voor mogelijk nucleair aangedreven grote zeeschepen. Het prototype moet één megawatt leveren bij ongeveer 25.000 omwentelingen per minuut. Door dat hoge toerental kunnen de generator en de bijbehorende turbine veel kleiner worden, wat belangrijk is aan boord van schepen.

De generator is bedoeld voor een systeem waarin een kleine kernreactor warmte levert aan een turbine met superkritische CO2. Deze CO2-toestand, die ontstaat bij hoge druk en temperatuur, is veel dichter dan stoom en maakt turbines tot ongeveer tien keer compacter. De generator zet de mechanische energie van de turbine vervolgens om in elektriciteit voor de voortstuwing en andere systemen aan boord.

Het project omvat alleen de generator; de ontwikkeling van de superkritische-CO2-turbine ligt bij een apart TU Delft-team. Het hoge toerental zorgt voor technische uitdagingen, zoals het vastzetten van de permanente magneten op de rotor, het beperken van trillingen, het nauwkeurig ontwerpen van as en lagers en het afvoeren van veel warmte uit een klein volume. Een huls van koolstofvezel moet voorkomen dat de magneten door de centrifugale krachten losraken.

Naast berekeningen bouwen de partners een speciale back-to-back-testbank. Daarmee worden onder meer toerental, koppel, temperatuur en trillingen gemeten. De machines worden volgens planning in de eerste helft van 2028 gebouwd en getest. Pas wanneer het prototype in de praktijk goed functioneert, kan het systeem worden gekoppeld aan een turbine en eventueel worden opgeschaald. De eerste toepassingen worden vooral voorzien voor zeer grote, langdurig varende en energie-intensieve schepen.