WINN: De energieproducerende, duurzame dijk

WINN: De energieproducerende, duurzame dijk


Jan-Joost Schouten

© Deltares, 2009

24 december 2009, concept

Inhoud 1 Introductie 1.1 Inleiding 1.2 Achtergrond 1.3 Win – Win 1.4 Doel 1.5 Plan van aanpak en leeswijzer

1 1 1 1 2 2

2 Inventarisatie bestaande technieken 2.1 Oscillerende Water Column (OWC) 2.2 Overtopping 2.3 Hydraulische pomp 2.4 Overige technieken 2.5 Discussie verschillende technieken

3 3 4 4 5 6

3 Ontwerpalternatieven en gecombineerde technieken 3.1 Introductie 3.2 Vijzelturbine op basis van geconcentreerde golfterugloop 3.3 Piëzotechniek 3.4 Inventarisatie potentiële locaties Nederland 3.5 Golflenzen

7 7 7 10 12 12

4 Discussie en aanbevelingen

13

Referenties

15

Websites

15

Bijlage(n) A Golfenergie - Octrooicentrum Nederland

16

i


1 Introductie 1.1

Inleiding 14 januari 2009 is een workshop over Energie uit Water gehouden in het LEF Future center te Utrecht als onderdeel van het innovatie programma Waterinnovatie Rijkswaterstaat (WINN). Een significant onderdeel van deze workshop was de gelegenheid om ideeën tijdens een brainstormsessie uit te wisselen en vervolgens kort uit te werken. Een budget van 20.000 Euro was beschikbaar voor een drietal ideeën met de meeste potentie. Een van de geselecteerde ideeën is het winnen van energie uit golven tijdens het breken door ondiepten. Kort daarna is een projectplan opgesteld en ingediend bij RWS. Dit rapport vormt de uitwerking van het door RWS goedgekeurde projectvoorstel.

1.2

Achtergrond In het kader van WINN is de rapportage Water als bron van duurzame energie – Inspiratieatlas van mogelijkheden (Deltares, 2008) opgesteld. Hierin wordt onder meer ingegaan op het winnen van energie uit golven. Het betreft hier windgolven, dus golven die ontstaan door de wrijving tussen wind en het wateroppervlakte (zee of meer). De energie van wind wordt hier deels overgedragen aan de golven die groeien naar mate de overdracht over een langere afstand plaatsvindt. In de hierboven genoemde Inspiratieatlas wordt ingegaan op het winnen van golven op dieper water, i.e. ver van de kust af. De winning van golfenergie is in de betreffende rapportage gedifferentieerd naar fysisch principe (drijvers, luchtdrukkamers, golfaftopping en golfrotors), maar niet naar locatie van winning. Naar mate de bodem ondieper wordt (bijv. nabij de kust of lokale ondiepten) zullen de golven doordat ze de bodem voelen steiler worden. Indien de golf te steil wordt zal breken optreden. Na het moment van breken en golfoploop wordt de meeste kinetische energie omgezet in potentiële energie. De mogelijkheden van winnen van energie uit de brekende golven op, in en vóór waterkeringen, duinen en dijken zijn nog niet belicht. Dit plan voorziet in een beschouwing van deze mogelijkheden.

1.3

Win – Win In het geval van verdedigende civiele constructies (bijv. dijken), zal de golf op de constructie breken, tegen de constructie oplopen (golfoploop) en vervolgens weer teruglopen (zwaartekracht) richting zee. Beide vormen van energie (kinetisch resp. potentieel) zijn theoretisch winbaar. Naast de eventuele potentiële energievoorraad die uit de golven gewonnen wordt, kan de aanslag op waterkeringen verminderen. Wanneer namelijk de kracht uit de golven gehaald wordt, is de kans op schade door ‘overtopping’ van de dijk kleiner. Dit project mikt op deze slimme combinatie van beide aspecten. Voordat de verschillende ontwerpen worden besproken wordt er kort uitgelegd hoe het proces van brekende golven op een constructie in zijn werk gaat. Voor de golfenergie die propageert van ver op zee richting de kust geldt: ‘hoe langer de wind over het wateroppervlak heeft gewaaid en hoe langer de afstand (strijklengte) is waarover dit gebeurd, des te meer golfenergie bereikt de kust’. Afname van de golfenergie treedt


1


daarentegen ook op via diverse processen, met als meest significante bodemwrijving en golfbreking. Nabij de kust, waar het significant ondieper wordt, wordt de golf steiler omdat de golf de bodem ‘voelt’. Nabij een constructie (dijk) wordt de golf te steil, afhankelijk van de golfhoogte, -periode, -lengte en de helling van de dijk, om stabiel te blijven en resulteert dit in golf-breken. De golf breekt op de dijk en loopt grotendeels de dijkhelling op (golfoploop). Het water komt uiteindelijk tot stilstand en loopt vervolgens weer terug de zee in gedreven door de zwaartekracht (dit wordt golfterugloop genoemd). 1.4

Doel De doelen van deze studie zijn (1) het in beeld brengen van de mogelijkheden om een veiliger waterkering in Nederland te combineren met energieopwekking en (2) een advies geven of het voor technologiebedrijven, EZ, etc. zinvol is om verder te investeren in een meer gedetailleerde studie (en pilot) naar het winnen van de energie uit golven tijdens het brekingsproces.

1.5

Plan van aanpak en leeswijzer De aanpak van de studie is in de hieronder beschreven stappen opgedeeld en zal in vervolghoofdstukken in meer detail worden uitgewerkt. De structuur van dit rapport volgt logischerwijze deze indeling. 1

2

3

Inventarisatie van bestaande technieken voor het winnen van energie uit brekende golven is de eerste stap die gedaan wordt. Deze inventarisatie is beschreven in Hoofdstuk 2. Op basis van de geïnventariseerde technieken van Hoofdstuk 2 en de gecombineerde doelstelling zijn een tweetal discussiemiddagen gehouden met een aantal deskundigen op het gebied van water en energiewinning. Dit leidde tot adaptatie van bestaande technieken en inbreng van twee innovatieve, gecombineerde ontwerpen. Deze optimalisatieslag is beschreven in Hoofdstuk 3. Tevens wordt hier een korte inventarisatie naar locaties in Nederland uitgevoerd waar deze technieken eventueel toegepast kunnen worden. Discussie naar aanleiding van de resultaten en daaruitvolgende aanbevelingen voor vervolgstappen worden in Hoofdstuk 4 besproken om tot een haalbare pilot te komen.


2


2 Inventarisatie bestaande technieken De eerste stap binnen deze studie is het inventariseren van de ervaring van bedrijven en van particulieren in het winnen van energie tijdens het brekingsproces van golven. Een gedetailleerde en zeer waardevolle inventarisatie is geleverd door het octrooicentrum (Octrooicentrum Nederland, 2009) en heeft betrekking op zowel de ontwikkelingen binnen als buiten Nederland. Deze inventarisatie resulteert tevens in een lijst van technieken die voor deze energiewinning worden ingezet, welke orde van rendementen reeds zijn behaald en/of worden verwacht. De officiële tekst van het rapport is bijgevoegd als Appendix A. Voor het gemak en volledigheid is het rapport hieronder samengevat. Na inventarisatie van alle octrooien blijken een aantal ontwerpen te kunnen worden ingezet voor het winnen van energie uit golven. Onderverdeeld naar wijze van energiewinning kunnen de ontwerpen als volgt worden gecategoriseerd: • • •

Oscillerende Water Column (OWC), Overtopping en Hydraulische pomp.

Hieronder worden deze typen afzonderlijk toegelicht als samenvatting van het octrooirapport en voorbeelden van bestaande prototypes vermeld inclusief het (geschatte) vermogen, indien beschikbaar1. 2.1

Oscillerende Water Column (OWC) Dit ontwerp maakt gebruik van een constructie, deels onder water, deels daarboven. Onderwater is er een open verbinding met de zee en vormt boven water een gesloten luchtkamer. De lucht hierin wordt door middel van door golfslag opgestuwd water samengeperst. Die samengeperste lucht kan door een opening vanuit de luchtkamer ontsnappen waarbij een turbine wordt aangedreven. Hieronder worden voorbeelden van deze techniek beschreven. Dit betekent overigens niet dat de genoemde voorbeelden aanbevolen worden als toe te passen techniek. •

•

•

De Limpet 500 is een voorbeeld van een OWC installatie aan de kust. In november 2000 is deze op het eiland Islay in Schotland in gebruik genomen. De Limpet 500 is ontwikkeld door Wavegen in Inverness in Schotland en heeft een capaciteit van 500 kW. De Limpet was niet de eerste OWC-installatie aan land. In 1985 werd op het eiland Toftestallen ten noorden van Bergen in Noorwegen een OWC installatie in gebruik genomen. En verder werd in de jaren tachtig in Japan en daarna ook in India en China en op de Azoren geëxperimenteerd met OWC-installaties aan de kust.

1. Er is getracht een zo volledig mogelijke samenvatting te maken van de bestaande en geplande pilots voor elke techniek. Er wordt in de wereld veel ontwikkeld binnen dit gebied en daarom is de kans op onvolledigheid aanwezig. WINN: De energieproducerende, duurzame dijk

3


Naast de vaste OWC-installaties die tegen de kust zijn aangebouwd, zijn er ook drijvende OWC-installaties ontwikkeld: • •

de Ocean Energy Buoy (OE Buoy) van Ocean Energy Ltd. (Ierland) en de Oceanlinx Wave Energy Converter van Oceanlinx (www.oceanlinx.com).

In de Galway Bay, aan de westkust van Ierland, heeft het Ierse nationale bureau voor onderzoek van de zee (Marine Institute) een testlocatie ingericht, waar meerdere golfenergieomzetters getest worden. 2.2

Overtopping Overtopping is een methode om een reservoir waarvan de bodem zich boven het zeeniveau bevindt te laten vollopen met water door gebruik te maken van hoogteverschillen in het wateroppervlak als gevolg van golfslag. De instroom van water wordt veroorzaakt door golfoploop, en doordat de golf zelf wordt verhoogd doordat het water over een taps toelopende, iets stijgende goot wordt geleid (A) die uitmondt in het reservoir (B). Vanuit het reservoir loopt het water vervolgens via een leiding / koker weer terug in zee, daarbij een turbine aandrijvend (C). Een dergelijk reservoir, ook wel “tapchan” genoemd, kan drijvend op open zee worden toegepast, maar ook direct aan zee op het land worden gebouwd. De afbeelding hieronder toont schematisch het principe van overtopping.

B

A

C

In Noorwegen is in de jaren tachtig een installatie gebouwd op een plek waar rotsen al een natuurlijke taps toelopende ingang vormt naar een daar achtergelegen reservoir dat is afgedamd. De locatie, Toftestallen in de buurt van Bergen aan de Noorse westkust, is dezelfde waar ook in de jaren tachtig een OWC-installatie is gebouwd. Een voorbeeld van de toepassing van overtopping op open zee is de ‘Wave dragon’. De ontwikkelaar hiervan is de Deen Erik Friis-Madsen. Vanwege de huidige mondiale financiële crisis is de realisatie van een fullscale pilot van de Wave dragon tijdelijk uitgesteld. In de zee bij Denemarken zijn testen van een prototype momenteel nog aan de gang. In Portugal loopt een project om een wavefarm op zee te ontwikkelen met een capaciteit van 50 MW. 2.3

Hydraulische pomp Een andere techniek gebruikt de energie van de heen en weer bewegende watermassa om een hydraulische pomp in beweging te brengen die vervolgens water onder druk brengt en bijvoorbeeld een turbine aandrijft. De op deze manier aangedreven hydraulische pomp kan ook voor andere functies ingezet worden, bijvoorbeeld voor het in de branding water oppompen naar het hogergelegen land. Hier wordt het water opgeslagen in een reservoir. Door het water via turbines te laten terugstromen naar zee kan op elk gewenst moment elektriciteit worden gegenereerd.


4


In Australië is door Seapower Pacific een techniek ontwikkeld waarbij door golfslag aangedreven hydraulische pompen zeewater onder druk door leidingen naar het land pompen. De ontwikkelde techniek kreeg de naam CETO, en is een afkorting van Cylindrical Energy Transfer Oscillating. Een drijvende boei is verbonden met een aan de zeebodem verankerde pomp. De door golfslag veroorzaakte open neergaande beweging van de boei zorgt ervoor dat de pomp zeewater onder grote druk door een leiding naar het land kan persen. Hier kan dit water een normale turbine in beweging zetten waardoor elektriciteit kan worden gegenereerd. Het bijzondere van CETO is dat het water tevens wordt gebruikt om door middel van omgekeerde osmose zoet water te produceren. Voor de kust van West Australië wordt de installatie op dit moment getest. Verwacht wordt dat binnen niet al te lange tijd deze methode op commerciële basis elektriciteit aan het net gaat leveren (carnegiecorp.com.au). Het Finse bedrijf AW Energy ontwikkelde de Wave roller (www.aw-energy.com). Het overbrengen van energie is vergelijkbaar met de CETO unit. Er wordt gebruik gemaakt van hydraulische pompen om water onder druk te brengen. Alleen de manier van in beweging zetten van de pompen is in beide systemen verschillend. Bij de wave roller wordt gebruik gemaakt van grote panelen die bevestigd zijn op de zeebodem en heen en weer bewegen met de stroming die op de zeebodem ontstaat door golven. Nog voor de eeuwwisseling vond al de eerste test plaats in de Finse golf. In 2008 is de nieuwste versie, de wave roller #2, geplaatst op de zeebodem bij Peniche in Portugal. The nominale capaciteit van een Wave Roller unit is 300 kW De Oyster wave power system is ontwikkeld door Aquamarine Power uit Schotland. De werking is vergelijkbaar met de Wave Roller. Eind 2009 wordt een test uitgevoerd met een prototype op ware grootte in het European Marine Energy Centre in Orkney, Schotland. 2.4

Overige technieken Naast de genoemde technieken, die voornamelijk direct aan de kust toepasbaar zijn, zijn nog een aantal technieken ontwikkeld voor gebruik op open zee. Het gaat dan vaak over boeiachtige constructies, verankerd aan de zeebodem, die door gebruik van een generator, op en neer gaande beweging rechtstreeks omzetten in elektriciteit. Voorbeelden hiervan: Powerbuoy, ontwikkeld door Ocean Power Technologies (OPT) in de VS, octrooi US2006208839. Archimedes Waveswing, een Nederlandse vinding van onderzoeksbureau “Teamwork Techniek” in Purmerend, octrooi NL1006933. Manchester Bobber, een vinding van de universiteit van Manchester, octrooi EP1685326. Ook worden wel hydraulische pompen aangedreven door golfslagbeweging, waardoor onder druk gebracht water een turbine aandrijft. Voorbeelden hiervan zijn: AquaBuOY, ontwikkeld door Finavera renewables in Canada. Pelamis, ontwikkeld door Ocean Power Delivery Ltd. (nu “Pelamis Wave Power”) in Schotland, octrooi WO0017519.


5


2.5

Discussie verschillende technieken Diverse van de hierboven genoemde technieken, die geënt zijn op ondiep water, zijn mogelijk toepasbaar in de Nederlandse kustzone (eventueel in aangepaste vorm). Dit betekent niet dat de genoemde technieken economisch rendabel zijn indien ze toegepast worden in de Nederlandse kust. De enige techniek die gebruik maakt van brekende golven is het principe overtopping. Alle type constructies hebben een golfkracht dempende werking op de dijk, afhankelijk van hun wijze van installatie op of nabij de dijk. Dit komt omdat ze golfenergie ontnemen van de naar de kust propagerende golf. Op basis van de geïnventariseerde technieken en de gecombineerde doelstelling is een brainstormsessie gehouden met een aantal deskundigen op het gebied van water en energiewinning om bestaande technieken te reviewen. Dit leidde tot optimalisaties en innovatieve ontwerpen te komen. In het hoofdstuk hierna zijn de uitkomsten in meer detail beschreven. Tevens is tijdens deze middagen gesproken over ideeën betreffende het winnen van energie in kanalen ter plaatse van de kanaalwanden. De resultaten van laatstgenoemde ideeën worden gepresenteerd in een separaat rapport.


6


3 Ontwerpalternatieven en gecombineerde technieken 3.1

Introductie Er zijn een tweetal discussiemiddagen geïnitieerd door Deltares met als aanwezige partijen, Teeage b.v. (Tom L.B. den Hartog), Royal Haskoning (L. korving), KIEM innovaties (D. van Rooijen) en Deltares (M. van de Wal, M.P.C. de Jong en J. Schouten). Tijdens de middagen is gesproken en nagedacht over het winnen van energie uit brekende golven en voor elke besproken methode zijn de meest in het oog springende voor- en nadelen aangedragen. Criteria die hierbij een rol spelen waren: een eerste indruk van rendement van het ontwerp, aandeel van mechanische onderdelen van het ontwerp, kans op vervuiling in het kader van onderhoud en het ten koste gaan van rendement (stil liggen van een constructie), reduceren van golfkrachten op de dijkconstructie. De twee meest interessante ideeën m.b.t. het winnen van energie uit brekende golven worden hieronder beknopt beschreven: Vijzelturbine met concentratie van de golfterugloop, Piëzotechniek.

3.2

Vijzelturbine op basis van geconcentreerde golfterugloop De energiewinning via deze techniek focust zich op het golfterugloopproces op de dijk. Het water dat na het breken van de golf de dijk op is gelopen zal vanwege zwaartekracht teruglopen en wordt geleid door een vijzelturbine. De vijzelturbine zet vervolgens dit debiet van zeewater om in elektriciteit. Om het rendement per vijzel te verhogen wordt er over de lengte van de dijk een opvangmechanisme ontworpen om water over een aantal strekkende meters dijk naar een centraal punt te geleiden. Ter plaatse van dit centrale punt bevindt zich de bovenkant van de vijzelturbine. Zowel de opvangconstructie als de vijzel kunnen op de dijk liggen of ingebed zijn in het dijklichaam. Zie de figuur hieronder voor een artist impression van de techniek.


7


Een schroefvijzel is relatief zeer efficiënt in het omzetten van een debiet in energie en heeft maar een relatief klein debiet nodig om te kunnen functioneren. Een voorbeeld van een vijzelturbine is die van FishflowInnovations (www.fishflowinnovations.nl) waarvan momenteel een pilot versie bestaat. Doordat in dit ontwerp de vijzel in een meedraaiende behuizing gevat zit, treden er geen lekverliezen op wat het rendement aanzienlijk verhoogd. Een andere vijzelturbineproducent is Ritz-atro. Deze heeft al diverse installaties in bedrijf. Het rendement van de vijzel wordt negatief beïnvloed indien het debiet geen constante toevoer levert. Met het optimaliseren van het opvangmechanisme kan de invloed van dit negatieve effect worden geminimaliseerd. Na testen van de vijzelturbine van FishflowInnovations op de TU Delft is overigens gebleken dat een variabel debiet nog steeds een rendement van 70 – 80% gehaald kan worden terwijl het maximum rendement op 90% zit. Bewegende onderdelen in het ontwerp liggen deels onder (zout) water. Dit leidt tot extra onderhoud of op aangroei op het materieel. Wellicht wordt dit gereduceerd doordat de vijzelturbine van composiet is gemaakt. Het getijverschil langs de kust van Nederland is in de orde van enkele meters (afnemend van zuid naar noord). Dit betekent dat de hoogte van de bovenkant van vijzel op sommige momenten gedurende een getij-cyclus volledig onder water staat (tijdens hoog water) en andere momenten volledig droog vallen (laag water). Een oplossing hiervoor zou kunnen zijn om de relatief korte vijzels in elkaars verlengde op de dijk te plaatsen. Anderzijds is het mogelijk de constructie met het getij omhoog en omlaag mee te laten bewegen. Een eerste


8


inschatting geeft aan dat dit moeilijk realiseerbaar is. Dit betekent wel dat de bovenste vijzel bij laag water droog staat en dat maakt de gehele constructie minder kosteneffectief. De vijzelturbine moet onder een bepaalde hoek staan, wat wellicht niet overeenstemt met de lokale hoek van de dijk. Indien de hoek van de vijzel groter is dan de helling van het dijklichaam hoeft dit geen probleem te zijn. Wel moet in dit geval goed gelet worden op een stevige constructie onder de vijzel. Stormcondities gaan gepaard met aanzienlijke krachten waartegen de constructies bestand dienen te zijn. Gelet op de verdedigende functie van een dijk leidt deze constructie (inclusief opvangmechanisme) tot minder golfterugloop na het breken en tegen de dijk oplopen van de golf. De golfklap en golfoploop worden vooral beïnvloed indien het ontwerp óp de dijk (en niet ingebed) als een weerstand biedende constructie wordt uitgevoerd. Het rendement van het ontwerp hangt voornamelijk af van: de energie van de golven (golfhoogte), de hoeveelheid water dat de dijk open terugloopt (debiet beschikbaar voor de turbine), capaciteit en rendement van de vijzel, waterstandsverschil tussen bovenkant vijzel tot het waterstandsniveau van de zee, het opvangmechanisme en de capaciteit ervan, de impact van variatie van het getij op het rendementen van het ontwerp. Een simpele rekensom als voorbeeld en vooruit lopende op de conclusie of het ontwerp technisch haalbaar is: Stel dat gehele jaar een significante golfhoogte van Hs = 1m, met periode Tp = 6s optreedt, en de bovenkant van de vijzel ligt een meter boven het zeeniveau, dan resulteert dit voor een berekening met behulp van het programma PC-Overslag (Rijkswaterstaat, Dienst Weg- en Waterbouwkunde) in een debiet (golfterugloop) van ~0.17 m 3/s. Met de standaard formule van waterturbines en de aanname voor een rendement van 0.8, is het vermogen in de orde van:

P P

g

q h

0.8 9.81 1025 0.17 1 1400 W per strekkende meter

Vermogen [ J / s ,Watt ] rendement [ ] gravitatieversnelling [m / s 2 ]

g

dichtheid van water [kg / m3 ] snelheidsdebiet door de turbine [m3 / s]

q h

valhoogte [m]

Het hierboven berekende vermogen is gebaseerd op een uniforme significante golfhoogte en geeft voor deze waarden een eerste schatting. In werkelijkheid varieert deze golfhoogte voor de Nederlandse kust en is geregeld lager en soms ook hoger dan 1 m. In deze som is voor het gemak de variatie van het getij niet meegenomen. De valhoogte is hier het verschil tussen de bovenkant van de vijzel en het gemiddelde water niveau.


9


Om het vermogen per installatie omhoog te brengen kan het debiet worden verhoogd als een opvangbak wordt geplaatst aan weerszijde van de turbine. Het water dat hierachter komt te staan wordt vervolgens geconcentreerd aangevoerd richting de bovenkant van de vijzel. 3.3

Piëzotechniek Een totaal andere energieconversie techniek van beweging naar elektriciteit is de Piëzotechniek. Piëzo-elektrisch materiaal heeft als eigenschap dat het onder invloed van kracht een elektrische spanning produceert en vice versa. In een piëzo-elektrisch kristal zijn de positieve en negatieve elektrische ladingen gescheiden. Door vervorming van het kristal wordt de symmetrie van de eenheidscel verbroken. Door de resulterende asymmetrie wordt een elektrische spanning gegenereerd. Afhankelijk van de toegevoerde mechanische energie kan de spanning die hierbij wordt opgewekt variëren van millivolts (door geluidstrillingen bij microfoons en pick-upelementen) tot vele duizenden volts, zoals bij gasaanstekers. In het laatste geval wordt een soort hamertje onder veerspanning op het kristal geslagen. Voorbeelden Deze techniek is o.a. toegepast en onderzocht in de twee hieronder beschreven voorbeelden: WATT: De Sustainable Dance Floor is een concept van de Sustainable Dance Club. Deze verplaatsbare vloer van circa 30 vierkante meter zet de beweging van dansende mensen om in elektriciteit die wordt gebruikt om de vloer op te lichten. Deze energie opwekkende dansvloer is de eerste dansvloer die echt gebruik maakt van de energie van de dansers. De vloer bestaat uit modules van 65x65cm die een kleine verticale beweging maken van maximaal 1 cm als je er op danst. Deze beweging wordt via geavanceerde mechatronica (Mechatronica is een synergistische aanpak bij het integraal en optimaal ontwerpen van een mechanisch systeem en het bijbehorende regelsysteem) omgezet in elektrische stroom. Hoe harder je danst, hoe meer power, tot 20 Watt. Een wegdek dat elektriciteit opwekt als je er overheen rijdt. Een groep van Israëlische ingenieurs (www.innowattech.co.il) is er in geslaagd om dit voor elkaar te krijgen. De stroom wordt opgewekt met behulp van piëzo-elektrische kristallen die verwerkt zijn in het wegdek. Als een auto er overheen rijdt dan worden die ingedrukt en zo wordt een kleine stroom gegenereerd. De uitvinders van het concept beweren dat ze met 1 km stroomgenererend asfalt 400 kW kunnen opwekken. Door het breken van golven, afhankelijk van de hoogte en de periode van de golf, wordt de golfenergie met grote krachten overgebracht aan de ondergrond (dijk). Deze krachten vertalen zich ter plaatse in drukverschillen. Indien de dijk uitgerust is door piëzo-elektrisch materiaal kunnen de hierboven beschreven drukken omgezet worden in elektrische energie. Deze mogelijkheid om energie te winnen kan ook in combinatie van andere technieken worden ingezet. Het is de kunst om het materiaal zo te plaatsen dat de maximaal optredende drukken plaatsvinden loodrecht op het materiaal. Een idee is om een trapsgewijze constructie aan te brengen op de dijk bedekt met piëzo-elektrisch materiaal. Een tweede toepassing zou zijn in de vorm van riet dat meebuigt met de golf beweging (orbitaalbeweging). Zie de figuur hieronder voor een artist impression van de techniek.


10


Een van de opvallende voordelen van de techniek is dat het een gesloten systeem is en geen gebruik maakt van mechanische onderdelen. Veel mechanische delen in combinatie met zout water resulteert automatisch in veel onderhoud. Wellicht is de variatie van krachten die gepaard gaan met golven een groter probleem. Ook in kustgebieden waar het relatief rustig is, zoals bij Nederland, kunnen golven tijdens stormen relatief grote krachten veroorzaken. Veel pilots van ontwikkelde technieken falen door deze krachten. Vanwege het ontbreken van veel mechanische onderdelen is de verwachting dat de onderhoudskosten van dit ontwerp relatief laag zullen zijn. Daartegen staat de verwachting dat het materiaal relatief duur zal zijn. Dit is gebaseerd op een eerste inventarisatie van producerende fabrikanten. Binnen Nederland is veel kennis aanwezig en wordt veelvuldig onderzoek gedaan naar piezoelectische techniek. Een eerste inventarisatie naar leveranciers resulteerde in een aantal fabrikanten: • •

www.piezoproducts.com in Duitsland en www.powerleap.net in Amerika.

De laatstgenoemde fabrikant levert als voorbeeld energiewinnende stoeptegels in Amerika met een rendement (afhankelijk van het gewicht van de voorbijgangers) van 10~ 55 W/m 2. In de hierboven gepresenteerde figuur is het materiaal trapsgewijs aangebracht op de dijk, resulterende in het verdelen van de golven in een horizontale en verticale kracht. Of dit daadwerkelijk het meest kosteneffectief is en tot het hoogste rendement leidt moet nader worden onderzocht. Het ligt wel voor de hand dat de golfoploop significant gereduceerd wordt door deze trapsgewijze uitvoering.


11


Het wordt aanbevolen een inschatting te maken van het rendement van dit type tegels en de opbrengst bij toepassing op een Nederlandse dijk, liggende aan de open zee en rekening houdend met het representatieve golfklimaat.

Aangezien de hierboven genoemde twee technieken deels of geheel niet bestaande technieken zijn is het lastig de mate van haalbaarheid te bepalen. Meer studie naar de haalbaarheid is daarom gewenst en aanbevolen. Uit die analyse kan blijken of de ontwerpen technisch haalbaar zijn. Afhankelijk van de uitkomst kan bovendien onderzocht worden of de ontwerpen economisch rendabel zijn. 3.4

Inventarisatie potentiële locaties Nederland De vervolgstap is het in kaart brengen van de potentiële locaties voor het inzetten van de hierboven genoemde technieken in de Nederlandse wateren. In eerste instantie wordt aangenomen dat de methoden het meest inpasbaar zijn bij harde constructies, dijken, met een zo groot mogelijke golfaanval vanuit zee. Meeste potentie hebben, na bestudering van de Nederlandse kust en de voorliggende Noordzee, West Kapelle en de Hondsbosche zeewering. De golfenergie die jaarlijks bij de kust aankomt, zit in de orde van: 2~5 kW per strekkende meter kust. Dijken van de Friese en Groningse kust hebben relatief kleinere golfaanval door de relatief korte strijklengtes voor deze dijken en de ondiepe vooroever die veel golfenergie doet dissiperen voordat het de dijk bereikt. Dit wil niet zeggen dat ze als toepasgebied onbruikbaar zijn, maar in eerste instantie ogen deze locaties minder rendabel. Dit geldt ook voor de dijken die niet direct in verbinding staan met de open zee. Als voorbeeld valt hier te noemen de dijken in de Oosterschelde en het Veerse Meer.

3.5

Golflenzen Zoals in de vorige paragraaf is genoemd, heeft de kust van Nederland een betrekkelijk onvoordelige ligging voor het winnen van energie uit golven. Hoofdzakelijk omdat in de oceaan golven zich goed kunnen ontwikkelen door de lange strijklengtes en daardoor veel energie bezitten. Deze strijklengte voor de Nederlandse kust wordt beperkt door de aanwezigheid van Groot Brittannië. De strijklengte vanuit noordwestelijke richting is wel aanzienlijk. Om toch die energie eruit te halen moet over een lange kustlengte constructies gebouwd worden die relatief weinig energie kunnen winnen. Dit resulteert in niet-rendabele energiewinning en streeft daarmee zijn doel voorbij. Indien gebruik gemaakt wordt van golflenzen, worden golven (en dus de golfenergie) gefocust op een punt en wordt lokaal de energie per strekkende meter verhoogd. Naburige kustvakken ontvangen dan juist minder energie. Het voordeel is tweeledig, de energie winnende constructie is efficiënter en de omliggende kustverdedigingconstructie (dijk) wordt minder belast door golfkrachten. Daarentegen zijn de hoge aanleg- en onderhoudskosten een nadeel.


12


4 Discussie en aanbevelingen Op basis van de geïnventariseerde technieken en de gecombineerde doelstelling zijn een tweetal discussiemiddagen gehouden met een aantal deskundigen op het gebied van water en energiewinning om bestaande technieken te evalueren voor de nubeschouwde nieuwe toepassingen. Dit leidde tot adaptatie van bestaande technieken en inbreng van innovatieve gecombineerde ontwerpen. De meest belovende technieken zijn hieronder beschreven, waarvan aanbevolen wordt vervolgstudies aan te wijden. Vijzelturbine, op basis van geconcentreerde golfterugloop De energiewinning via deze techniek focust zich op het proces van golfterugloop op de dijk. Het water dat na het breken van de golf de dijk op is gelopen zal vanwege de zwaartekracht teruglopen en wordt geleid door een vijzelturbine. De vijzelturbine zet vervolgens dit debiet van zeewater om in elektriciteit. Om het rendement per vijzel te verhogen wordt er over de lengte van de dijk een opvangmechanisme ontworpen om water over een aantal strekkende meters dijk naar een centraal punt te geleiden. De eerste aanbevolen vervolgstap is onderzoeken van de technische haalbaarheid gevolgd door het berekenen van het verwachtte rendement van deze techniek voor een haalbare locatie voor de Nederlandse kust. Deze inventarisatie vraagt detaillering van het lokale golfklimaat, het resulterende debiet en rendement van de vijzel en het effect van varierend getij op de betreffende locaties. Indien op basis van deze vervolgstudie blijkt dat het ontwerp levensvatbaar is, kan een test op schaalniveau plaatsvinden in combinatie met de optimalisatie van de verzamelbak aan weerszijde van de turbine. Een interessant onderdeel van de studie met betrekking tot het rendement is de effecten op het onderhoud van dit ontwerp. Piëzotechniek Door het breken van golven, afhankelijk van de hoogte en de periode van de golf, wordt de golfenergie met grote krachten overgebracht aan de ondergrond (dijk). Deze krachten vertalen zich ter plaatse in drukverschillen. Indien de dijk uitgerust is door piëzo-elektrisch materiaal kunnen deze drukken omgezet worden in elektrische energie. Piëzo-elektrisch materiaal heeft namelijk als eigenschap dat het onder invloed van kracht een elektrische spanning produceert. Het is de kunst om het materiaal zo te plaatsen dat de maximaal optredende drukken plaatsvinden loodrecht op het materiaal. Een idee is om een trapsgewijze constructie aan te brengen op de dijk bedekt met piëzo-elektrisch materiaal. Parallel aan de vervolgstudie van de vijzelturbine wordt aanbevolen een korte assessment naar de technische haalbaarheid en potentie van de energieconversie door middel van piëzotechniek uit te voeren in combinatie met voor Nederland maatgevende golfdrukken tijdens het brekingsproces. Op basis van de hieruit resulterende conclusies kan de haalbaarheid van Piëzo-elektrisch materiaal bepaald worden. Deze studie vindt zijn basis in het achterhalen waar het materiaal gevoelig voor is (bijvoorbeeld drukken of drukverschillen in ruimte of tijd etc.) en daarvoor kan het ontwerp worden geoptimaliseerd. Dit gaat samen met de (beschikbare) informatie over het breken van golven op dijken en welke krachten daarbij vrij komen.


13


Indien blijkt dat een lichte toename van de beschikbare golfenergie de hierboven genoemde technieken significant interessanter maakt, wordt aanbevolen de toepasbaarheid van golflenzen, dus het focussen van de golfenergie op de locatie van de installatie, verder te onderzoeken in combinatie met de lokale condities van een potentiële locatie in de Nederlandse kust. Uit deze aanbevolen vervolgstudies kan blijken dat energiewinning nabij de Nederlandse kust op kort termijn niet rendabel is. Dan kan een eventuele pilot dienen als testcase in relatief rustig water en vervolgens opgeschaald worden naar toepassing in kustwateren met voldoende energiepotentieel. In Schotland en Noorwegen ziet men duurzame energie bijvoorbeeld als exportmogelijkheid en industriële kans. Maar voorlopig is er vooral behoefte aan onderzoek en ontwikkeling. Want winning van golf- en stromingsenergie loopt zo’n twintig jaar achter op windenergie.


14


Referenties CE Delft, 2008. Energie uit water, Een zee van mogelijkheden. Deltares, 2008. Water als bron van duurzame energie, inspiratie atlas van mogelijkheden. Octrooicentrum Nederland, 2009. Golfenergie, een inventarisatie van octrooipublicaties.

Websites www.aw-energy.com www.carnegiecorp.com.au www.fishflowinnovation.nl www.innowattech.co.il www.wavedragon.net


15


A Golfenergie – een inventarisatie van octrooipublicaties


16

OCTROOICENTRUM NEDERLAND

Golfenergie Een inventarisatie van octrooipublicaties

Opdrachtgever : DELTARES / RIJKSWATERSTAAT

AUTEUR : T.J. STOOP DATUM : CONCEPT (LAATST GEWIJZIGD 8 APRIL 2009)


2


Inhoudsopgave Inhoudsopgave

3

Inleiding

4

1. Golfenergie

5

1.1

OWC

5

1.2

Overtopping

7

1.3

Hydraulische pomp

8

1.4

Overige technieken

10

2. Octrooien

11

3. Conclusies

14

Bijlage 1. Overzicht grootste octrooiaanvragers

15

Bijlage 2. Uittreksels octrooien golfenergie

16

Bijlage 3. IPC Classificatie

23

Bijlage 4. Referenties en bronnen

24

Bijlage 5. Begippen

25

Bijlage 6. Gebruikte landcodes

28

Bijlage 7. Afkortingen

29

3


Inleiding Het innovatieprogramma Waterinnovatie Rijkswa-

nieken die zijn ontwikkeld of nog in ontwikkeling

terstaat (WINN) doet onderzoek naar nieuwe, inno-

zijn, aan bod komen. Daarbij komt dat de inhoud

vatieve oplossingen voor problemen die met water-

van octrooiaanvragen voor een periode van 18 of 30

beheer te maken hebben.

maanden, afhankelijk van waar ze zijn ingediend,

Belangrijk daarbij is dat innovatieve oplossingen

geheim blijft.

duurzaam zijn. Eén van de aspecten die in dit programma aan bod

Om een beeld te vormen van de ontwikkeling van

komt is het onderzoeken van de eventuele mogelijk-

golfslagenergie in het algemeen zijn er tellingen

heden om gebruik te maken van brandingsgolven

gedaan van aantallen octrooiaanvragen op dit ge-

aan de Nederlandse kust voor het winnen van ener-

bied in de jaren 1990 t/m 2007. Daarbij is ook geke-

gie.

ken naar de verdeling over landen van herkomst van

Uitvoerend partner van het WINN-programma is

de octrooiaanvragen en welke bedrijven daarin een

Deltares.

rol spelen. In hoofdstuk 2 worden deze statistische gegevens gepresenteerd.

In dit rapport wordt verslag gedaan van een onderzoek dat is gedaan naar octrooiaanvragen op het

In Bijlage 2 zijn van een aantal octrooipublicaties

gebied van golfenergie. Op basis hiervan worden in

uittreksels met tekening opgenomen.

hoofdstuk 1 enkele technieken algemeen beschre-

De volledige publicaties van octrooien zijn op te vra-

ven waarvan de toepasbaarheid voor de Nederland-

gen uit www.espacenet.nl

se kust onderzocht zou kunnen worden. Omdat de octrooiliteratuur de belangrijkste bron is voor dit onderzoek, is er geen garantie dat alle tech-

4


1.

Golfenergie

Golfenergie is energie die wordt gewonnen door gebruik te maken van de op en neergaande beweging van water als gevolg van golfslag. Golfslagenergie kan worden gewonnen, zowel aan de kust als op open zee. In de loop der jaren zijn vele technieken hiervoor ontwikkeld. Dit rapport beperkt zich tot technieken die vlak voor of direct aan de kust kunnen worden toegepast. Afbeelding 1.1. toepassing van de Wells turbine

1.1

OWC

OWC, Oscillating Water Column, is een techniek waarmee golfenergie kan worden omgezet in elektriciteit. Een constructie deels onder water, deels daarboven, heeft onderwater een open verbinding met de zee, en vormt boven water een gesloten luchtkamer. De lucht hierin wordt door middel van door golfslag stijgend water samengeperst. Die samengeperste lucht kan door een opening vanuit de luchtkamer ontsnappen waarbij een turbine wordt aangedreven. Wanneer het waterniveau weer zakt wordt door de-

Afbeelding 1.2. Limpet 500 in Schotland

zelfde opening in de luchtkamer weer lucht aangezogen. De specifieke eigenschappen van de Wells-

De natuurlijke inhammen in de rotskust zorgen hier

turbine die hiervoor wordt gebruikt, zorgen ervoor

voor extra opstuwing van golven. De werking wordt

dat de turbine ongeacht de richting van de lucht-

gevisualiseerd in Afbeelding 1.1.

stroom wordt aangedreven en daardoor op zijn

De Limpet 500 is ontwikkeld door Wavegen in Inver-

beurt een generator aandrijft.

ness in Schotland en heeft een capaciteit van 500

Deze methode kan worden toegepast aan de kust,

KWh.

maar ook als drijvende installatie op open zee.

Limpet, overigens ook de Engelse naam van een

De Japanse Professor Yoshio Masuda was de be-

schelpenfamilie, staat voor Land Installed Marine

denker van dit principe om nuttig gebruik te maken

Powered Energy Transformer. Afbeelding 1.2 toont

van golfenergie, getuige de publicatie van een oc-

hiervan een foto.

trooiaanvraag in 1967. (CA761551). Vanaf de jaren veertig experimenteerde Masuda al met golfener-

De Limpet was niet de eerste OWC-installatie aan

gie.

land. In 1985 werd op het eiland Toftestallen ten noorden van Bergen in Noorwegen een OWC instal-

Voorbeelden van OWC installaties

latie in gebruik genomen. En verder werd in de jaren tachtig in Japan en daar-

De Limpet 500 is een voorbeeld van een OWC in-

na ook in India en China en op de Azoren geëxperi-

stallatie aan de kust. In november 2000 is deze op

menteerd met OWC-installaties aan de kust.

het eiland Islay in Schotland in gebruik genomen.

5


De OE Buoy is ontwikkeld door Ocean Energy Ltd. in Ierland. In 2006 zijn tests uitgevoerd in de Galway Bay aan de westkust van Ierland. Het Ierse nationale bureau voor onderzoek van de zee (Marine Institute) heeft hier een testlocatie ingericht, waar meerdere wave energy converters getest worden.

Afbeelding 1.3 OWC-installatie in Noorwegen Naast de vaste OWC-installaties die tegen de kust zijn aangebouwd, zijn er ook drijvende OWCinstallaties ontwikkeld.

Afbeelding 1.4 Ocean Energy Buoy

De Ocean Energy Buoy (OE Buoy) van Ocean Energy Ltd. en de Oceanlinx Wave Energy Converter van Oceanlinx zijn voorbeelden van drijvende OWCinstallaties. Octrooihouders/aanvragers OWC-toepassingen : Octrooi aanvrager/houder

Bijzonderheden

Octrooien

Boccotti Paolo [IT]

Paolo Boccotti was ten tijde van de aanvraag werkzaam bij “Dipartimento di Meccanica e Materiali, Facoltà di Ingeneria, Loc. Feo di Vito, I—89060 Reggio Calabria, Italy

EP1518052 EP1133602

Applied Res & Technology Ltd ( Wavegen ) [GB] www.wavegen.com

Opgericht in 1990, Gevestigd in Inverness, Schotland. WO9832967 Wavegen is sinds 2005 een dochter van Voith Siemens Hydro WO9409272 Power Generation, een joint venture van Voith AG. en SieEP0904464 mens, waar zo’n 2500 medewerkers actief zijn op het gebied van waterkrachttechnologie.

Oceanlinx (Energetech Australia Pty Ltd) [AU] www.oceanlinx.com

Bedrijf opgericht in 1997 en van naam veranderd in 2007 van EP0948716 EP1904689 “Energetech” naar “Oceanlinx”. Actief op gebied van golfenergie, met name de techniek van Oscillating Water Column, en de daarbij gebruikte turbine.

Zingale Giuseppe [IT]

Geen bedrijfsgegevens gevonden

EP1131557

Winsloe Ronald Murloe [NZ]


EP1792017

Roberts Iain David [GB]


EP1802814

Bonstaande tabel bevat octrooiaanvragers met hun octrooien op het gebied van golfenergie door middel van de OWC-technieken. Via de octrooinummers kan worden doorgelinkt naar Espacenet waar de volledige octrooipublicatie kan worden bekeken. Indien de link niet werkt, kan op www.espacenet.nl gezocht worden op nummer.

6


1.2

OVERTOPPING

Overtopping is een methode om een reservoir waarvan de bodem zich boven het zeeniveau bevindt te laten vol lopen met water door gebruik te maken van hoogteverschillen in het wateroppervlak als gevolg van golfslag. De stroming van water die wordt veroorzaakt door een golf wordt versneld, en

Afbeelding 1.5. Principe van overtopping

de golf zelf wordt verhoogd doordat het water over een taps toelopende iets stijgende goot wordt geleid die uitmondt in het reservoir. Vanuit het reservoir loopt het water vervolgens weer terug in zee, daarbij een turbine aandrijvend. Een dergelijk reservoir, ook wel “tapchan” genoemd, kan drijvend op open zee worden toegepast, maar ook direct aan zee op het land worden gebouwd. Afbeelding 1.5 toont schematisch het principe van overtopping. In Noorwegen is in de jaren tachtig een installatie gebouwd op een plek waar rotsen al een natuurlijke taps toelopende ingang vormen voor een daar achter gelegen reservoir wat kunstmatig is afgedamd. De locatie, Toftestallen in de buurt van Bergen aan

Afbeelding 1.6. Tapchan en OWC in Toftestallen

de Noorse westkust, is dezelfde waar ook in de jaren tachtig een OWC-installatie is gebouwd. Op Afbeelding 1.6 zijn beiden op 1 foto te zien. Wave dragon Een voorbeeld van overtopping op open zee is de wave dragon. De uitvinder hiervan is de Deen Erik Friis-Madsen. In de zee bij Denemarken zijn tests momenteel nog aan de gang. In Portugal loopt een project om een wavefarm op zee te ontwikkelen met een capaciteit van 50 MW. Afbeelding 1.7 toont een

Afbeelding 1.7. Prototype van de Wave Dragon

prototype van de wave dragon.

Octrooihouders/aanvragers Overtopping - toepassingen : Bedrijfsnaam

Bijzonderheden

Octrooien

Waveplane International [DK] www.waveplane.com

Deens bedrijf, vanaf 1990 bezig met de ontwikkeling van de waveplane, een drijvend “overtopping” device.

EP1066220 WO0000740

Friis-Madsen Erik [DK] www.wavedragon.net

Uitvinder van de wave dragon.

EP0767876

7


1.3

HYDRAULISCHE POMP

Een andere techniek gebruikt de energie van de heen en weer bewegende watermassa in de branding voor het oppompen van water naar het hoger gelegen land. Hier wordt het water opgeslagen in een reservoir. Door het water via turbines te laten terugstromen naar zee kan op elk gewenst moment elektriciteit worden gegenereerd.

Afbeelding 1.8. CETO

CETO In Australië is door Seapower Pacific een techniek ontwikkeld waarbij door golfslag aangedreven hydraulische pompen, zeewater onder druk door leidingen naar het land pompen. De ontwikkelde techniek kreeg de naam CETO, en dat staat voor

Cylindrical Energy Transfer Oscillating. Een drijvende boei is verbonden met een aan de zeebodem verankerde pomp. De door golfslag veroorzaakte open neergaande beweging van de boei zorgt ervoor dat de pomp zeewater onder grote druk door een leiding naar het land kan persen. Hier kan Afbeelding 1.9. Wave roller

dit water een normale turbine in beweging zetten waardoor elektriciteit kan worden gegenereerd. Het bijzondere van CETO is dat het water tevens wordt gebruikt om door middel van omgekeerde osmose zoet water te produceren. Voor de kust van West Australië wordt de installatie getest. Verwacht wordt dat binnen niet al te lange tijd deze methode op commerciële basis elektriciteit aan het net gaat leveren. In octrooipublicatie EP1945938, op naam van Seapower Pacific, wordt de uitvinding beschreven.

Wave Roller Het Finse bedrijf AW Energy bedacht de wave roller. Afbeelding 1.10. Tekening uit Octrooipublicatie

Het overbrengen van energie is vergelijkbaar met

WO03036081

de CETO unit. Er wordt gebruik gemaakt van hydraulische pompen om water onder druk te brengen. Alleen de manier van in beweging zetten van de

8


pompen is in beide systemen verschillend. Bij de wave roller wordt gebruik gemaakt van grote panelen die bevestigd zijn op de zeebodem en heen en weer bewegen met de stroming die op de zeebodem ontstaat door golfslag. Nog voor de eeuwwisseling vond al de eerste test plaats in de Finse golf. In 2008 is de nieuwste versie, de wave roller #2, geplaatst op de zeebodem bij Peniche in Portugal. Oyster wave power system Ontwikkeld door Aquamarine power uit Schotland.

Afbeelding 1.11. Oyster van Aquamarine power

De werking is vergelijkbaar met de waveroller. In 2009 zal een test met een prototype op ware grootte starten in het European Marine Energy Centre in Orkney, Schotland. Een vermeldenswaardige publicatie is EP0868607. In de beschrijving wordt de mogelijkheid genoemd om de door golfslag in beweging gebrachte hydraulische pomp te gebruiken voor het aanzuigen van water dat lager gelegen is dan de zee. Een tekening uit de octrooiaanvraag (Afbeelding 1.12) maakt dit Afbeelding 1.12. Tekening uit octrooi EP0868607

idee duidelijk.

Octrooihouders/aanvragers die zich bezighouden met hydraulische pompen aangedreven door golfenergie : Bedrijfsnaam

Bijzonderheden

Octrooien

Aquamarine Power Ltd [GB] www.aquamarinepower.com

Ontwikkelaar van de Oyster wave energy converter en van de Neptune Tide energy converter

EP1861618

Aw Energy OY [FI] www.aw-energy.com

Ontwikkelaar van de waveroller. Bedrijf is opgericht in 2002 in Finland.

EP1623110

Seapower Pacific Pty Ltd [AU] www.ceto.com.au

Ontstaan in 2003 als joint venture van Pacific Hydro en Carnegie Corporation in Australië met als doel de ontwikkeling van de CETO generator.

EP1945938

9


1.4

OVERIGE TECHNIEKEN

Naast de genoemde technieken, die voornamelijk direct aan de kust toepasbaar zijn, zijn nog een aantal technieken ontwikkeld voor gebruik op open zee. Het gaat dan vaak over boei-achtige constructies, verankerd aan de zeebodem, die door gebruik van een generator, op en neer gaande beweging rechtstreeks omzetten in elektriciteit. Voorbeelden hiervan : •

Powerbuoy, ontwikkeld door Ocean Power Technologies (OPT) in de VS, octrooi US2006208839.

•

Archimedes Waveswing, een Nederlandse vinding van onderzoeksbureau “Teamwork Techniek” in Purmerend, octrooi NL1006933.

•

Manchester Bobber, een vinding van de universiteit van Manchester, octrooi EP1685326.

Ook worden wel hydraulische pompen aangedreven door golfslagbeweging, waardoor onder druk gebracht water een turbine aandrijft. Voorbeelden hiervan zijn : •

AquaBuOY, ontwikkeld door Finavera renewables in Canada.

•

Pelamis, ontwikkeld door Ocean Power Delivery Ltd. (nu “Pelamis Wave Power”) in Schotland, octrooi WO0017519.

10


2.

Octrooien

Inleiding De onderzoeksperiode is van 1990 tot 2007. OctrooiOctrooien zeggen iets over de mate van innovatie

en waarvan de aanvragen zijn ingediend binnen de-

binnen een technologiegebied. Door te kijken naar

ze periode zijn geteld. Aangezien slechts een deel

aantallen octrooien over de jaren heen kunnen uit-

van alle in 2007 ingediende aanvragen op het mo-

spraken gedaan worden over groei, afname of ver-

ment van tellen zijn gepubliceerd, zijn de aantallen

schuivingen in technologieën.

over dit laatste jaar nog onvolledig. Ook 2006 is om

Uit de herkomst van octrooiaanvragers kan worden

dezelfde reden mogelijk nog niet geheel compleet.

afgeleid waar innovatie plaatsvindt en door te kijken

De periode van geheimhouding van octrooiaanvra-

naar de landen waar octrooien geldig zijn kan het

gen duurt 18 of 30 maanden gerekend vanaf de in-

belang van technologieën binnen bepaalde landen

dieningsdatum.

worden aangetoond. Bijlage 5 bevat een uitleg van octrooigerelateerde begrippen en procedures. Bijlage 6 bevat een tabel Het onderzoek

met de internationaal gebruikte landencodes. Bijlage 7 bevat overige afkortingen.

Om octrooipublicaties te kunnen onderverdelen en tellen wordt gebruik gemaakt van het systeem van

Om publicaties te vinden op meer specifieke tech-

International Patent Classification (IPC). Hierbij

nieken binnen golfenergie is het noodzakelijk om

wordt elke octrooiaanvrage die is ingediend, inge-

gebruik te maken van een nog meer verfijnd classi-

deeld in één of meerdere klassen die het betreffen-

ficatie systeem wat door het Europees octrooibu-

de technologiegebied waar de uitvinding betrekking

reau wordt gehanteerd, dat is het ECLA-systeem.

op heeft aangeven.

De ECLA is gebaseerd op de IPC en biedt een verfij-

In totaal omvat het IPC systeem zo’n 70.000 codes

ning die herkenbaar is aan de aanvullende letterco-

die tezamen alle technologiegebieden beschrijven.

de bij de IPC-code. Hierdoor werd het mogelijk pu-

Deze codes zijn in een hiërarchische structuur ge-

blicaties te vinden die interessant kunnen zijn voor

groepeerd. Hoe hoger in de structuur, des te breder

het onderzoek naar toepassingen van golfenergie-

het omschreven technologiegebied.

technieken direct aan de kust.

Bijlage 3 bevat een tabel met daarin IPC-groepen en codes van de kennisvelden waarop is geteld, met de

Internationale aanvragen

daarbij behorende beschrijving van het betreffende technologiegebied.

Het aantal unieke octrooiaanvragen dat in de periode 1990 t/m 2007 is ingediend bij het WIPO of EOB

Er is gebruik gemaakt van de EPODOC-database van

en betrekking heeft op golfenergie is 441.

het Europees Octrooi Bureau. Op het moment van

nog niet alle aanvragen geteld zijn. Ook 2006 is om

onderzoek bevonden zich hierin de gegevens van

die reden nog niet volledig.

zo’n 65 miljoen octrooidocumenten. Dit betreft zowel internationale als nationale octrooiaanvragen.

Figuur 2-1 worden de aantallen aanvragen verdeeld

Internationale aanvragen zijn ingediend bij de World

over de jaren van indiening weergegeven. Duidelijk

Intellectual Property Organisation (WIPO) of bij het

is de groei die met name vanaf het begin van deze

Europees Octrooi Bureau (EOB). Nationale aanvra-

eeuw is ingezet. De teruggang in 2007 is te wijten

gen zijn ingediend bij nationale octrooi instanties

aan het feit dat door geheimhouding van aanvragen

zoals “Octrooicentrum Nederland”.

in de eerste 18 of 30 maanden na indiening, nog niet

11


alle aanvragen geteld zijn. Ook 2006 is om die reden nog niet volledig. Figuur 2-1. Octrooien golfenergie per jaar

energie is vele malen groter dan de groei in aantal

Golfenergie per jaar 100 aantal aanvragen

De groei in de aantallen octrooiaanvragen in golfoctrooiaanvragen over alle technologiegebieden samen.

80

Figuur 2-2 toont de relatieve groei waarbij het jaar 60

2000 als uitgangspunt is genomen, (index = 100). De ontwikkeling in golfenergie loopt tot 2000 ongeveer

40

gelijk op met de ontwikkeling over alle technologiegebieden. Vanaf 2001 gaat de ontwikkeling in golf-

20 0 1990

energie sterk afwijken van de rest. Het jaar 2006 1995

2000

2005 jaar indiening

laat al ruim drie keer zoveel aanvragen zien als in 2000. Voor alle technologiegebieden is dat slechts 1,2 keer zoveel. Ook hier geldt dat de jaren 2006 en 2007 nog een afwijking hebben door geheimhouding.

Figuur 2-2. Relatieve groei golfenergie Relatieve groei t.o.v. jaar 2000

Figuur 2-3 laat de verdeling zien van het aantal oc-

groei index (2000 = 100)

400 Golfenergie Totaal

trooiaanvragen per land.

300

Vanuit de VS zijn de meeste aanvragen gedaan, gevolgd door Groot Brittannië, Noorwegen en Austra-

200

lië. Nederland komt in deze grafiek niet voor. Met slechts vijf aanvragen is Nederland pas op een 24ste

100

plek te vinden. Dit is veel lager dan normaal. Over 0 1990

alle technologiegebieden samen neemt Nederland 1995

2000

2005

Figuur 2-3. Octrooien golfenergie per land Golfenergie per land 100

een zevende plaats in.

De aanvragers De aanvragers van octrooien op het gebied van golfenergie zijn vaak gespecialiseerde bedrijven die

80

actief zijn op het gebied van duurzame energie.

60

Vaak zijn bedrijven speciaal opgericht om een nieuw idee of uitvinding verder te ontwikkelen en te testen.

40

Er zijn dan ook geen bedrijven met heel veel aanvragen. De grootste aanvrager is “Ocean Power

20

Technologies” met 17 aanvragen. Er zijn dan ook

0 US GB NO AU ES IT DK DE JP SE CN CA FI FR

land van herkomst

bijna 400 verschillende aanvragers betrokken bij de 441 unieke aanvragen. Dat geeft een gemiddelde van 1,1 aanvraag per aanvrager. Tabel 1 toont de 20 grootste aanvragers in de wereld op het gebied van golfenergie. Nederlandse bedrijven komen hierin niet voor.

12


Aanvrager

Land

Bijlage 1 bevat een tabel waarin zijn opgenomen de

Ocean Power Technologies Inc

US

17

aanvragen per aanvrager verdeeld over de jaren van

Applied Res & Technology Ltd

GB

7

indiening.

Seapower Pacific Pty Ltd

AU

6

Seabased AB

SE

5

Swedish Seabased Energy AB

SE

5

Fobox AS

NO

4

Ips Interproject Service AB

SE

4

Ottersen Hans Olav

NO

4

Wave Star Energy Aps

DK

4

Waveplane International AS

DK

4

Aw Energy OY

FI

3

Doleh Rany Zakaria

AE

3

Doleh Zakaria Khalil

AE

3

Energetech Australia Pty Ltd

AU

3

Finn Escone OY

FI

3

Independent Natural Resources

US

3

Kelly Hugh-Peter Granville

GB

3

Lock John Douglas

AE

3

Trident Energy Ltd

GB

3

Wave Ltd C

GB

3

Nederland Zoals hierboven al opgemerkt komen we Nederland niet tegen in de top van dit technologiegebied. Slechts vijf internationale aanvragen zijn in de onderzochte periode ingediend, de laatste in 2000. Deze zijn apart opgenomen in Tabel 2 onderaan deze pagina.

Totaal

Tabel 1. Aanvragers octrooien golfenergie

Ocrooiaanvrager/houder

Bijzonderheden

Octrooien

TEAMWORK TECHNIEK BVIO [NL] en AWS BV

Het betreft de bedenker van de “Archimedes wave swing”, inmiddels verder in ontwikkeling door “AWS Ocean Energy” in Schotland.

EP0736123 EP1009933

BERG A P VAN DEN BEHEER BV [NL]

Hydropneumatische golf- en deiningskrachtinstallatie

WO9737122 EP0892889

ECONCERN BV [NL]

Installatie waarbij een rotor wordt aangedreven door stromingen veroorzaakt door golfslag.

EP1339982

Tabel 2. Internationale aanvragen golfenergie afkomstig uit Nederland

13


3.

Conclusies

In het midden gelaten of het de beschikbaarheid en

Hieronder zijn de belangrijkste conclusies weerge-

stijgende prijzen van fossiele brandstoffen zijn, of

geven van het onderzoek hiernaar:

dat “global warming” en andere milieuaspecten de belangrijkste aanjager zijn, de jacht op nieuwe duur-

•

Het aantal octrooiaanvragen per jaar op het ge-

zame energiebronnen heeft de laatste decennia een

bied van golfenergie is in de periode 1990 tot

grote vlucht genomen. Naast wind- en zonne-

2007 ongeveer vertienvoudigd.

energie is dit zeker het geval voor de energie die uit

•

De VS en het Verenigd Koninkrijk zijn het meest

zeeën en oceanen, en dan met name uit golfslag,

actief op het gebied van octrooiaanvragen, op

kan worden gewonnen. De stijging van het aantal

enige afstand gevolgd door Noorwegen en

octrooiaanvragen op dit gebied bevestigen dit beeld,

Australië.

deels ondersteund door reeds in gebruik zijnde (test)installaties.

•

Nederland speelt een zeer bescheiden rol met slechts 5 aanvragen over de gehele periode, en daarmee een 24ste positie op de ranglijst.

14


Bijlage 1. Overzicht grootste octrooiaanvragers Golfenergie

Land Totaal ‘90 ‘91 ‘92 ‘93 ‘94 ‘95 ‘96 ‘97 ‘98 ‘99 ‘00 ‘01 ‘02 ‘03 ‘04 ‘05 ‘06 ‘07

Ocean Power Technologies

US

17

Inc Applied Res & Technology

GB

7

Ltd Seapower Pacific Pty Ltd

AU

6

Seabased Ab

SE

5

2

1

Swedish Seabased Energy Ab

SE

5

2

3

Fobox As

NO

4

Ips Interproject Service Ab

SE

4

Ottersen Hans Olav

NO

4

Wave Star Energy Aps

DK

4

Waveplane International A S

DK

4

Aw Energy Oy

FI

3

Doleh Rany Zakaria

AE

3

1

Doleh Zakaria Khalil

AE

3

2

Energetech Australia Pty Ltd

AU

3

Finn Escone Oy

FI

3

Independent Natural Resour-

US

3

ces Kelly Hugh-Peter Granville

GB

3

Lock John Douglas

AE

3

Trident Energy Ltd

GB

3

1

2

Wave Ltd C

GB

3

1

1

3 2

1

1 2

1

2

1

4

1

5

1

1

1

2

1

1

1

2 3

1

2

1

1

1

1 1

1

1 2

4 1

1

1

1 1 1

2

1 2 2 2 1

1

1 1

1

1

1

15


Bijlage 2. Uittreksels octrooien golfenergie Oscillating Water Column : Publicatienr

OPD

Aanvrager

Uitvinders

IPCs

WO9510706

13-10-1993

FRIEDMAN MARK M [IL]; OVADIA, SHMUEL [IL]

OVADIA, SHMUEL [IL]

F03B13/14; F03B13/00; (IPC1-7): F03G7/00

SYSTEM FOR CONVERSION OF SEA WAVE ENERGY A breakwater structure (12) including a wave energy collector integrally formed within the breakwater structure. The energy collector collects and directs oncoming waves to an upwardly extending duct (36) having therein hydraulic oil (54) separated from seawater by a membrane (60) for converting the wave energy into oil pressure. The wave energy collector incorporates a plurality of control valves which are electronically coupled through a computerized control system (C) which regulates the control valves so that the optimum wave pressure is collected and transferred to the hydraulic oil. A piping system (P) conducts the pressurized hydraulic oil to a pressure tank (52) which is connected to a hydraulic motor (56) which is mechanically coupled to an electric generator (58).

Publicatienr

OPD

Aanvrager

Uitvinders

IPCs

EP1518052

28-06-2002

BOCCOTTI PAOLO [IT]

BOCCOTTI PAOLO [IT]

E02B3/06; E02D23/00; F03B13/14; F03B13/24; F03D9/00; F03D11/04; E02B3/06; E02D23/00; F03B13/00; F03D9/00; F03D11/00; (IPC1-7): F03B13/14; F03D11/04

OSCILLATING WATER COLUMN WAVE ENERGY CONVERTER INCORPORATED INTO CAISSON BREAKWATER. A caisson breakwater provided with vertical duct 2'', room 3'', air-duct 4'', self-rectifying turbine 5''. Under the fluctuations of wave pressure on the outer opening 6, the water, alternately, enters and exits, so that the air in room 3'', alternately, is compressed and expands, and an alternate air flow is produced in the air-duct 4''. The vertical duct 2'' and the room 3'' form a U-conduit, and the air in the room 3'' acts as a spring. The eigenperiod of oscillations in said Uconduit grows as the width of the vertical duct 2'' is reduced and/or the length of said vertical duct is increased, and/or the width and height of the room 3'' is increased. The eigenperiod is fixed close to the wave period of the waves which convey the largest amount of wave energy in a year, so as to absorb a very large quantity of wave energy.

16


Publicatienr

OPD

Aanvrager

Uitvinders

IPCs

EP1133602

11-11-1998

BOCCOTTI PAOLO [IT]

BOCCOTTI PAOLO [IT]

E02B3/06; E02B9/08; E02D23/00; F03B13/14; E02B3/06; E02B9/00; E02D23/00; F03B13/00; (IPC1-7): E02B9/08; F03B13/14

CAISSON FOR ABSORBING WAVE ENERGY A caisson (1) provided with at least one air pocket (5), and at least one vertical duct or conduit (2) extending transversally along the whole portion of the caisson (1) where the respective air pocket (5) is present. The lower portion of the caisson (1) is filled with water (6), and the vertical duct (2) extends upwards, and communicates with the outside without reaching the sea surface. The height of the air pocket (5), starting from the ceiling of the caisson (1) towards its base, being adjusted so as to obtain the resonance condition, in which the period of the detected pressure fluctuations, at the upper opening (3) of the vertical duct (2), is equal to the period of detected pressure fluctuations of the air pocket (5). Inside the vertical duct (2) turbines may be installed in order to obtain energy conversion.

17


Overtopping : Publicatienr

OPD

Aanvrager

WO9600848

28-06-1994

Friis-Madsen Erik [DK] Friis-Madsen Erik [DK] F03B13/14; F03D9/00; F03B13/00; F03D9/00; (IPC1-7): F03B13/22

Uitvinders

IPCs

OFFSHORE WIND-/WAVE-ENERGY CONVERTER The invention is a power plant for the exploitation of wind/wave energy on the high seas. The plant consists of a floating, self-adjusting with regards to waves, platform (1) which is anchored with hawsers (6) to a floating anchor pontoon (3), which in its turn is anchored to a swivel link on top of an anchor block (4), placed on the sea floor. The side of the platform which faces the waves is designed as a doubly curved ramp (13), on which waves are led into a shallow basin (14), which has a water level above the mean sea level determined by the surrounding prevailing height of the waves. The sea water is led back into the sea from the basin by way of turbines, which for instance run electrical generators. The platform can be equipped with curved, stiff, and thereby selfstabilising, wave reflectors (2), which deflect and focus the waves towards the ramp (13).; The platform's and wave reflector's special design allow a stabile and high exploitation of wave energy for power production. The platform has a sufficiently large stability versus wave movements that it can be equipped with windmills of unusual but nevertheless known design.

Publicatienr

OPD

Aanvrager

Uitvinders

IPCs

EP1066220

26-03-1998

Waveplane Internat AS [DK]

Skaarup Erik [DK]

C02F7/00; E02B1/00; F03B13/14; F04D1/12; C02F7/00; E02B1/00; F03B13/00; F04D1/00; (IPC1-7): C02F1/00; C02F7/00

OFFSHORE WIND-/WAVE-ENERGY CONVERTER A method for impelling water in e.g. a lake (2) by with a pump (1) transforming the waves of the lake into whirling water (14) which is sent down towards the bottom (4) of the water area. The pump comprises a horizontally extending whirl pipe (7) with a longitudinal slot (8) and at least one preferably curvedly extending baffle (9) with a top front edge (10a) mainly facing a wave front in the lake in operation and a bottom rear edge (10b) extending along the slot. Both ends of the whirl pipe are fluid-connected to a submersible pipe (16) extending down towards the bottom of the water area. The pump is simple and reliable as it functions without movable parts. The pump can without costs for external energy take surface water high in oxygen and atmospheric air down to enrich "dead" bottom water low in oxygen.; At the same time the pump can advantageously be used for removing undesired constituents such as superfluous biomass from the lake and add desired additives such as lime to this.

18


Publicatienr

OPD

Aanvrager

Uitvinders

IPCs

EP1890032

16-08-2006

Lodhal Manfred [DE]

Lodhal Manfred [DE]

F03B13/14; F03B13/00

Floating wave energy conversion mechanism with means for positioning The energy converter has a drive system and special wave guidance channels (2). The superstructures for accommodating people and equipments are placed over the storage reservoir as bridge superstructures with narrow supporting construction. The devices are provided for the conversion of the obtained electrical energy by electrolysis in hydrogen and oxygen, which are stored in the gas tanks. The anchor plates are mounted in the lower external area and the chambers or tanks area provided with inlet and outlet valves for flooding and pumping-out.

Publicatienr

WO2007141363

OPD

Aanvrager

Uitvinders

IPCs

7-06-2006

Univ Santiago Compostela; Iglesias Rodriguez Jose Gregor; Carballo Sanchez Rodrigo; Castro Ponte Alberte [ES]

Iglesias Rodriguez Jose Gregor; Carballo Sanchez Rodrigo; Castro Ponte Alberte [ES]

F03B13/14; F03B13/00

Floating wave energy conversion mechanism with means for positioning Floating device for harnessing swell energy by lateral overflow, said device being formed by hulls which converge in plan view and have a variable freeboard between which the waves propagate. The convergence produces a gradual increase in the height of the wave as it propagates between the hulls, which, together with the gradual reduction in the freeboard from a particular section of said hulls, gives rise to the lateral overflow of the mass of water of the crest over their rails, which is collected in tanks which are at different heights (in accordance with the reduction in the freeboard) and are connected to the corresponding turbines. The angle of convergence between the hulls can be varied in order to be adapted to the sea state.; The harnessing system is supplemented with a connecting closure ramp between the sterns of the hulls in order to collect the water which has previously not managed to overflow the structure.

19


Hydraulische pomp aandrijving : Publicatienr

OPD

Aanvrager

Uitvinders

IPCs

EP1861618

23-3-2005

Aquamarine Power LTD [GB]

Thomson Allan Robert ; Whittaker Trevor John; Crowley Michael David[GB]

F03B13/18; F03B13/00

APPARATUS AND CONTROL SYSTEM FOR GENERATING POWER FROM WAVE ENERGY The present invention relates to a wave energy conversion device (1) , for use in relatively shallow water, which has a base portion (2) for anchoring to the bed of a body of water (6) and an upstanding flap portion (8) pivotally connected (12) to the base portion. The flap portion is biased to the vertical and oscillates, backwards and forwards about the vertical in response to wave motion acting on its faces. Power extraction means extract energy from the movement of the flap portion. When the base portion (2) is anchored to the bed of a body of water (6) with the flap portion (8) facing the wave motion, the base portion (2) and the flap portion (8) extend vertically through at least the entire depth of the water, to present a substantially continuous surface to the wave motion throughout the full depth of water from the wave crest to the sea bed.; A plurality of devices can be interconnected to form one system. The distance between the plurality of flaps is dependent on the wavelenght.

Publicatienr

OPD

Aanvrager

Uitvinders

IPCs

EP1623110

25-04-2003

AW Energy OY [FI]

Koivusaari Rauno; Tuokkola Yrjoe; Jaervinen Arvo Hf; Liljelund John; Hoeyden Antti; Lainema Matti [FI]

F03B13/18; F03B13/00; (IPC1-7): F03B13/18; F03B13/14

PRODUCTION INSTALLATION A production installation (1) for utilizing wave energy in which production installation there are two or more production units (4) and the water mass (V) of the water basin is adapted to actuate production units (4) or their parts located at the bottom (P) of the water basin or in close vicinity, and the production units (4) can be used to transform the kinetic energy of the water mass into some other form of energy like electric energy and/or kinetic energy and/or pressure of the intermediate agent. The production units (4) are attached directly or indirectly to the bottom of the water basin at intermediate water region (B). The production units (4) are totally submerged under water surface. The transfer equipment of the energy of the production units (4) or of the intermediate substance is connected in series or parallel in relation to each other.

20


Publicatienr

OPD

Aanvrager

Uitvinders

IPCs

EP1444435

26-10-2001

AW Energy OY [FI]

Koivusaari Rauno [FI]

F03B13/18; F03B13/00; (IPC1-7): F03B13/18

A PROCESS FOR UTILISING WAVE ENERGY The invention relates to a method for utilising wave energy. In the method, the reciprocating movement of a water mass 5 in the vicinity of the bottom 6 of a water basin is adapted to actuate a body 2 or its part attached to the bottom of the water basin, the kinetic energy of the body 2 or its part being recovered into an energy reserve 3, and the energy being transferred from the energy reserve to the object of application. The invention also relates to the apparatus 1 used in the method.; The invention relates to a method for utilising wave energy. In the method, the reciprocating movement of a water mass (5) in the vicinity of the bottom (6) of a water basin is adapted to actuate a body (2) or its part attached to the bottom of the water basin, the kinetic energy of the body (2) or its part being recovered into an energy reserve (3), and the energy being transferred from the energy reserve to the object of application. The invention also relates to the apparatus (1) used in the method.

Publicatienr

OPD

Aanvrager

Uitvinders

IPCs

WO2008111849

14-03-2007

Langlee Wave Power As; Espedal Julius [NO]

Espedal Julius [NO]

F03B13/18; F03B17/06; F03B13/00; F03B17/00

WAVE POWER PLANT An improved wave energy collecting apparatus comprising a frame (1) including at least one hinged (2) vertically tilting or rotating surface (3), such as a barrier in the form of a panel or a sail, for collecting energy from passing wave pressure fronts via a tilting or rotating motion within the frame (1), wherein the hinge (2) is positioned below the surface of the fluid at the trough of the passing waves, said barrier (3) being connected to a device capable of transforming the tilting or rotating motion into different types of energy, wherein the apparatus is located at a depth such that the tilting or rotating barrier (3) breaks the surface of passing waves at the crest of the waves. Such an apparatus may also include vertically positioned side walls (4) for directing the pressure fronts from passing waves towards the tilting barrier (3).

21


Publicatienr

EP0868607

OPD

Aanvrager

Uitvinders

IPCs

21-10-1996

Lombardo Mario [IT]

Lombardo Mario [IT]

F03B13/18; F04B17/00; F03B13/00; F04B17/00; (IPC1-7): F03B13/18; F04B17/00

WAVE ENERGY GENERATOR INCLUDING AN OSCILLATING GATE AND A PISTON PUMP The electric marine generator with an oscillating sluice-valve and a piston pump allows to exploit the waves' energy for the production of electric energy, the pumping of the water, the compression of refrigerating gases, and comprises: an oscillating sluice-valve (1) with a plane rectangular surface vertically arranged in front of the waves, provided at its base with a hinge (3) fastened to a reinforced concrete block (21), and with a helical spring (2) that allows the return of the sluicevalve when waiting for the wave; a pump (12) consisting of a cylinder (13) and of a piston (11) with a rod (10), having at one end a sliding hinge (5) inserted inside a guide (4) on the sluice-valve (1), provided with two springs (8, 9) for preventing the blows; ; in the bottom of the cylinder, the sending pipes (16) and the suction pipes (17) are connected, intercepted by the respective one-way safety valves (14, 15); two collectors - a sending collector (18) and a suction collector (19) - which, when connected with pipes (16, 17), allow the formation of pumping systems consisting of a plurality of pumps and respective sluice-valves and arranged in parallel for multiplying the effects; an airlock (CA) is connected to the sending collector for adjusting the motion of the water in the pipes.

22


Bijlage 3. IPC Classificatie Onderstaande tabel toont voor de onderzochte ken-

De IPC-classificatie is beschikbaar in het Neder-

nisvelden de omschrijving van het technologie-

lands, maar hiervandaan zijn ook links beschikbaar

gebied met de bijbehorende klasse of klassegroe-

naar een Engels- en Franstalige versies.

pen uit het International Patent Classification systeem (IPC).

www.octrooicentrum.nl

Het volledige bestand van de IPC classificatie is beschikbaar op de website van Octrooicentrum Nederland via “Links” , “Databanken”.

Waterkrachtcentrales; Layout, constructie of methoden van, of uitrusting of apparatuur voor, het maken daarvan . Getijdekrachtcentrales of golfkrachtcentrales

E02B9/08

Energiecentrales of vermogensaggregaten . gekenmerkt door het gebruik van golfenergie of getijde-energie

F03B13/12

. . gebruikmakend van golfenergie

F03B13/14

. . . gebruikmakend van de relatieve beweging tussen een door de golven bewegend

F03B13/16

lichaam en een ander lichaam . . . . waarin het andere lichaam op tenminste één punt vastzit aan de zeebedding of de

F03B13/18

kust . . . . waarin beide lichamen vastzitten aan de zeebedding of de kust

F03B13/20

. . . gebruikmakend van de waterstroming ten gevolge van golfbewegingen, bijv. voor

F03B13/22

het aandrijven van een watermotor of een waterturbine . . . voor het produceren van een luchtstroming, bijv. voor het aandrijven van een

F03B13/24

luchtturbine . . gebruikmakend van getijde-energie

F03B13/26

23


Bijlage 4. Referenties en bronnen Carbon Trust Uitleg golfenergie en verwijzing naar verdiepende documenten http://www.carbontrust.co.uk/technology/technologyaccelerator/mea.htm Carbon Trust Marine Energy Glossary Lijst van termen met uitleg in golfenergie http://www.carbontrust.co.uk/NR/rdonlyres/5ED6C89F-1064-43F2-8E52-010389209D8F/0/MarineEnergyGlossary.pdf

www.econcern.com Holding van Ecofys, Evelop, Ecostream, OneCarbon en Ecoventures. De missie van deze Europese bedrijven is duurzame energie voorziening voor iedereen. www.energyreview.com nieuws op het gebied van energie (World News Network) www.energieportal.nl nieuws op het gebied van energie. www.waveenergy.ie Uitleg van verschillende technieken van golfenergie www.epri.com/oceanenergy Electric Power Research Institute. Onderzoeksinstituut op het gebied van Energie. Bevat veel informatie over projecten op het gebied van “Ocean Energy”. www.peswiki.com Uitgebreide “wikipedia-achtige” bron van informatie op het gebied van duurzame energie. www.c-energy.nl C-Energy is een consortium van bedrijven dat een demonstratieproject realiseert voor energieopwekking uit getijden en golven in de Westerschelde.

24


Bijlage 5. Begippen Octrooi

daarom een reeëler beeld gekregen van de mate

Een octrooi, of met een ander woord een patent, is

waarin innovatie plaats heeft.

een volgens de wet verleend monopolie op de exploitatie van een uitvinding. De maximale

Internationale procedures

wettelijke duur van een octrooi is in bijna alle

Om een octrooi in meerdere landen te verkrijgen

landen 20 jaar. Octrooiwetgeving beoogt de

moet in elk land afzonderlijk een octrooiprocedure

(technologische) vooruitgang te stimuleren. Deze

worden gestart. Omwille van de harmonisatie van

stimulatie is tweeërlei. Enerzijds beschermt een

wetgeving en voor het gemak van de aanvrager van

octrooi de uitvinders en aanvragers (particulieren,

een octrooi in meerdere landen zijn een aantal

bedrijven, instellingen) tegen concurrentie,

internationale overeenkomsten gesloten. De

waardoor investeringen in innovatief onderzoek

belangrijkste zijn het Patent Cooperation Treaty

terug verdiend kunnen worden. Anderzijds worden

(PCT), dat door praktisch alle landen van de wereld

octrooien en aanvragen gepubliceerd en vormen de

is ondertekend en het Europees Octrooi Verdrag

octrooipublicaties een inspiratiebron voor verdere

(EOV) waarbij momenteel 31 landen uit Europa zijn

innovatie. Een mogelijke maat voor het

aangesloten. Het PCT-verdrag wordt uitgevoerd

innovatievermogen van een bepaald land is het

door de World Intellectual Property Organisation

aantal octrooiaanvragen per jaar op naam van

(WIPO) en het EOV door het Europees Octrooi

aanvragers of uitvinders met overeenkomstige

Bureau (EOB). Met één aanvraag kan nu in

nationaliteit.

meerdere landen tegelijk een octrooi worden aangevraagd. De desbetreffende instantie

Octrooiaanvragen / -verleningen / -publicaties

beoordeelt de aanvrage en stuurt deze dan door

Een octrooi wordt volgens nationale wet- en

naar de aangewezen landen (of regio's) voor de

regelgeving aangevraagd, beoordeeld, verleend en

vervolgprocedure. Ter onderscheiding van de

in stand gehouden. Een octrooiaanvrage wordt na

verschillende soorten aanvragen en octrooien

een periode van doorgaans 18 maanden

worden verschillende voorvoegsels bij de

geheimhouding gepubliceerd, terwijl verlening en

registratienummers gebruikt. Een aanvrage

publicatie van het eventuele uiteindelijke octrooi

ingediend bij de WIPO ontvangt de aanduiding WO,

nog jaren op zich kunnen laten wachten. Een octrooi

een aanvraag bij het EOB krijgt EP als voorvoegsel

dat niet wordt verleend wordt niet gepubliceerd,

en een nationale aanvraag in bijvoorbeeld de

maar de publicatie van de aanvrage blijft bestaan.

Verenigde Staten krijgt US toegevoegd aan zijn

Er zijn daarom meer octrooiaanvragen dan

unieke nummer. Al naar gelang de gevolgde weg

octrooien in de databases van octrooi-publicaties

spreekt men van de PCT-route, de EP-route of een

beschikbaar. Bij statistisch octrooionderzoek gaat

nationale route. Een aanvraag die via de WIPO bij

men voor het samenstellen van indicatoren bij

het EOB wordt ingediend wordt ook Euro-PCT

voorkeur uit van octrooiaanvragen in plaats van van

genoemd.

verleende octrooien. Er zijn er meer en ook al wordt een aanvrage geen octrooi, er ligt toch een innovatieve actie aan ten grondslag. Bovendien zijn aanvragen van recenter datum beschikbaar en ligt de indieningsdatum van een aanvrage dichter bij het 'tijdstip van uitvinding' dan de verleningsdatum van een octrooi. Door uit te gaan van aanvragen wordt

25


Oudste prioriteit

European Classification (ECLA), de wat meer

Bij verlening van internationale aanvragen voor de

gedetailleerde Europese pendant van de IPC.

aangewezen landen ontstaan meerdere octrooien voor dezelfde uitvinding in verschillende landen.

Nationaliteit van de aanvrager

Deze octrooien behoren dan tot één zogenaamde

De aanvrager van een octrooi is degene die het

octrooifamilie. Aan al deze octrooien ligt een en

octrooi kan gaan exploiteren. De aanvrager is niet

dezelfde aanvrage ten grondslag. Deze aanvrage is

noodzakelijkerwijs ook de uitvinder en kan ook een

het oudste lid van de familie en wordt aangeduid

andere nationaliteit dan de uitvinder hebben. Een

met de term “oudste prioriteit”. De indieningsdatum

octrooiaanvrage kan op naam staan van meerdere

van deze aanvrage staat bekend als de “oudste

uitvinders en meerdere aanvragers van

prioriteitsdatum”. De oudste prioriteitsdatum is van

uiteenlopende nationaliteiten. De aanvrager kan

belang op het moment dat een uitvinding op

echter ook een landcode (= domicilie) voeren die

nieuwheid moet worden getoetst aangezien zij het

niet noodzakelijkerwijs overeenkomt met het land

tijdstip waarop de uitvinding is gedaan het dichtst

waarin een uitvinding is gedaan. Dit is vooral het

benaderd. Ook het land van indiening van de oudste

geval bij grote “Internationals”, waarbij het

prioriteit is van belang. Meestal is dat het land van

hoofdkantoor de registratie van de octrooiaanvragen

vestiging of herkomst van de uitvinder of de

centraliseert in speciaal opgezette units

aanvrager. In dit onderzoek wordt voor de datum

(Voorbeelden hiervan zijn IP Holdings als: DSM IP

van indiening de oudste prioriteitsdatum gebruikt en

Assets BV en Philips Intellectual Property and Stan-

niet de datum waarop de aanvraag bij de WIPO, het

dards (IP&S)).

EOB of (bijv.) het United States Patent and Trademark Office (USPTO) is ingediend. De

Indicatoren

allereerste aanvraag (: degene met de oudste

Octrooien worden wereldwijd al lange tijd

prioriteitsdatum) ligt in de tijd gezien het dichts bij

nauwkeurig geregistreerd en zijn momenteel

de oorspronkelijke uitvinding.

grotendeels via computerbestanden toegankelijk. Dit heeft er toe bijgedragen dat de belangstelling

Periode van onderzoek

voor innovatie gerelateerde indicatoren op basis van

Wegens de gehanteerde geheimhoudingsperiodes

octrooien is toegenomen. De nationaliteit van

(tot maximaal 18 maanden vanaf indiening en zelfs

aanvragers van octrooien geeft bijvoorbeeld een

30 maanden bij de PCT-route) zijn gegevens over

beeld van de innovatieve capaciteit van het

aantallen octrooiaanvragen voor de meest recente

bedrijfsleven van het betreffende land, terwijl de

jaren onvolledig. Dit geldt in nog sterkere mate voor

nationaliteit van de uitvinder als indicator voor (de

verleningen.

innovativiteit van) het onderzoeksklimaat in een bepaald land wordt beschouwd. Om landen

Technologiegebied

onderling met elkaar te vergelijken kunnen

De (nationale) octrooibureaus hanteren een

aantallen aanvragen/octrooien per land

classificatiesysteem om een uitvinding onder te

genormeerd worden naar bijvoorbeeld het aantal

brengen in een technologiegebied. Dit

inwoners, het bruto nationaal product, de nationale

vergemakkelijkt het zoeken naar soortgelijke

onderzoeksbestedingen enzovoort. Niettemin blijft

octrooien bij het beoordelen van de nieuwheid van

het lastig om landen onderling te vergelijken

een octrooiaanvraag. Dit classificatiesysteem is de

vanwege verschillen in gewoonten, wetgeving en

zogenaamde International Patent Classification

procedures. In dit onderzoek wordt onder andere

(IPC), die momenteel uit ongeveer 70.000 ingangen

gerefereerd aan de octrooipositie van verschillende

bestaat. In dit onderzoek is bij het zoeken in de

landen op grond van het aandeel dat (aanvragers

databases gebruik gemaakt van de IPC en van de

uit) verschillende landen hebben in het

26


totaal aantal aanvragen in de periode van

De afspraak is dat het domicilie van zowel de

onderzoek.

aanvrager(s) als van de uitvinder(s) op de octrooiaanvrage worden vermeld. Niet in alle

Consistentie van de octrooidatabases

gevallen wordt deze (correct) vermeld. Deze

De informatie die gebruikt wordt ten behoeve van de

onvolkomenheden zijn niet (eenvoudig) te

analyses is voor het octrooiproces secundair. Het

verhelpen. Door het kiezen van doorgaans

gevolg is dat met name op het gebied van

consistente documentverzamelingen worden de

naamgeving van aanvragers en uitvinders er vele

problemen geminimaliseerd.

spellingsvarianten gevonden worden in de databases. Zonder meer tellen zou een uiterst

Ook zijn er (zij het beperkt) inconsistenties en fouten

vertekend beeld geven van de actieve partijen.

bij het toewijzen van de classificatiesymbolen aan de octrooiaanvragen.

Ook overnames en afsplitsing van ondernemingen leidt tot over- of onderschatting van actieve

Door zoveel mogelijk gebruik te maken van de

partijen. Bij de analyses probeert OCNL zo goed als

publicaties van het EOB (: EP-documenten) en die

mogelijk is informatie bij de juiste aanvrager of

van de WIPO (: WO-documenten) worden de

uitvinder te plaatsen.

problemen geminimaliseerd

27


Bijlage 6. Gebruikte landcodes Landcode

28

Land

AR

Argentinië

AT

Oostenrijk

AU

Australië

BE

België

BR

Brazilië

CA

Canada

CH

Zwitserland

CN

China

CZ

Tsjechië

DE

Duitsland

DK

Denemarken

ES

Spanje

FI

Finland

FR

Frankrijk

GB

Engeland

GR

Griekenland

HK

Hong Kong

HU

Hongarije

IE

Ierland

IL

Israël

IN

India

IT

Italië

JP

Japan

KE

Kenia

KR

Zuid-Korea

LT

Litouwen

LU

Luxemburg

MC

Monaco

MX

Mexico

NL

Nederland

NO

Noorwegen

NZ

Nieuw Zeeland

PL

Polen

PT

Portugal

RU

Rusland

SE

Zweden

SG

Singapore

SI

Slovenië

SK

Slowakije

TR

Turkije

US

Verenigde Staten

ZA

Zuid Afrika


Bijlage 7. Afkortingen Afkorting

Verklaring

CETO

Cylindrical Energy Transfer Oscillating

EOB

Europees Octrooi Bureau

EOV

Europees Octrooi Verdrag

EP

European Patent (Europese octrooi(aanvrage)

EPO

European Patent Office (Engelse naam voor EOB)

EPODOC

EPO Documentation

IPC

International Patent Classification

OCNL

Octrooi Centrum Nederland

OWC

Oscillating Water Column

PCT

Patent Cooperation Treaty

WIPO

World Intellectual Property Organisation

29

WINN: De energieproducerende, duurzame dijk

Recommend Documents