TECHNICAL: De ontwikkeling van 'Underwater Wireless Power Transfer'

Stel je voor: een onderwaterdrone die midden in de Noordzee oplaadt zonder dat er een kabel aan te pas komt.

Geen gedoe met connectoren die vastroesten of kabels die in de war raken met ankers. Dat is precies waar onderwater draadloze energieoverdracht (underwater wireless power transfer) naartoe werkt.

Het klinkt als sciencefiction, maar de technologie is al aan het opbloeien, speciaal voor zware toepassingen in de scheepvaart, offshore en maritieme logistiek. Je hoeft geen tech-expert te zijn om te zien hoe dit de manier waarop we werken op zee verandert.

Development of Wireless Power Transfer Antenna Capable of Efficiently Transmitting High Power to Unmanned Underwater Vehicles

De kern van deze ontwikkeling draait om antennes die specifiek zijn ontworpen voor water, niet voor lucht. NEC heeft in 2021 een 50 watt klasse onderwaterantenne geïntroduceerd, wat een bescheiden start was maar wel een grote stap.

Dit systeem gebruikt magnetische koppeling, wat wil zeggen dat energie draadloos wordt overgedragen via magnetische velden zonder dat er direct contact nodig is. Voor praktisch gebruik werkt NEC nu aan een kilowatt klasse antenne, waarmee zwaardere apparaten zoals onderwaterdrones of sensoren in offshore-operaties van stroom kunnen worden voorzien. Waarom is dit relevant voor heavy-lift en maritiem transport?

Denk aan inspectiedrones die pijpleidingen in de gaten houden of robots die helpen bij het leggen van kabels op de zeebodem.

Zonder draadloze oplaadpunten moeten deze vaak terugkeren naar een schip of platform, wat tijd en brandstof kost. Met een efficiënt systeem kunnen ze langer blijven werken, wat de operationele efficiëntie verhoogt. NEC test deze technologie al in samenwerking met maritieme partners, waarbij de focus ligt op betrouwbaarheid in zoute wateromgevingen.

2. Issues with Underwater Power Transfer Technology

Water is geen vriend van draadloze energie. In tegenstelling tot lucht, waar elektromagnetische golven vrij reizen, verliest water veel meer energie door geleiding en absorptie.

NEC rapporteerde in 2021 een drastische daling in efficiëntie onder water: wat in de lucht 90% haalt, zakt naar soms maar 10-20% onder water, afhankelijk van de diepte en waterkwaliteit.

Dit komt door verlies in de geleidbaarheid van zeewater, dat zouten bevat die de signalen verzwakken. Een ander groot issue is de operationele cyclus van batterij-aangedreven voertuigen. NEC stelde vast dat slechts 10% van de tijd daadwerkelijk wordt besteed aan werk; de rest gaat op aan reizen naar en van oplaadpunten.

Voor offshore-operaties betekent dit dat een drone of ROV (Remotely Operated Vehicle) vaak moet terugkeren naar een schip, wat kostbaar is in tijd en logistiek. Bovendien moeten systemen rekening houden met mariene organismen: vissen of koralen kunnen per ongeluk in de buurt komen, wat veiligheidsrisico's oplevert zonder dat de efficiëntie daalt.

Er zijn ook uitdagingen met regelgeving. In Nederland is vergunningverlening voor onderwater energie-overdracht relevant vanwege mariene milieuwetgeving, zoals vastgelegd door Rijkswaterstaat in 2023. Systemen moeten voldoen aan normen die ecologische verstoring minimaliseren, wat extra ontwerpeisen met zich meebrengt. Zonder deze aanpassingen kunnen projecten vertraging oplopen of zelfs worden stopgezet.

3. Development of Underwater Power Transfer Technology

De ontwikkeling gaat snel vooruit, met innovaties die specifiek zijn afgestemd op maritieme toepassingen. NEC's kilowatt klasse antenne is hier een voorbeeld van: ontworpen om hoog vermogen over te brengen zonder dat de efficiëntie volledig inzakt. Deze antennes gebruiken lagere frequenties dan die in de lucht, omdat lagere golflengtes beter doordringen in water.

Denk aan frequenties rond 10-100 kHz, in plaats van de megahertz-bereiken die voor luchtcommunicatie worden gebruikt.

Een praktische toepassing is in de offshore-industrie, waar zware liften en transportboten worden ingezet. Stel je een heavy-lift schip voor dat gebruikmaakt van smart cranes met automatische laststabilisatie om apparatuur nauwkeurig te positioneren op de zeebodem.

Met draadloze oplaadpunten op de zeebodem of aan boord van het schip, kan de drone tussendoor opladen zonder te hoeven stoppen. Dit verlengt de werkduur aanzienlijk, wat vooral handig is bij langdurige inspecties van windmolenparken of pijpleidingen. Efficiëntie is hierbij key.

Onderzoek toont aan dat systemen met een speling (clearance) van minimaal 10-20 cm tussen zender en ontvanger mariene organismen veilig houden zonder veel verlies.

NEC test dit door prototypes te bouwen die waterdicht zijn tot 300 meter diepte, ideaal voor de Noordzee. Prijzen voor dergelijke systemen variëren: een basis 50W-opstelling kost ongeveer €5.000-€10.000, terwijl een kilowatt-systeem voor commercieel gebruik oploopt tot €20.000-€50.000, afhankelijk van de configuratie en certificering.

Overview of underwater wireless power transfer based on magnetic coupling

Magnetische koppeling is de meest veelbelovende methode voor onderwater energieoverdracht. Het werkt door twee spoelen: een zender aan boord van een schip of platform en een ontvanger op de onderwaterdrone.

Deze spoelen genereren een magnetisch veld dat energie overdraagt zonder fysiek contact, wat roestvorming en slijtage voorkomt. In water is dit efficiënter dan radiofrequentie, omdat het minder gevoelig is voor waterabsorptie. Voor maritieme toepassingen zijn er verschillende modellen.

Een eenvoudig systeem voor lichte drones (50-100W) is geschikt voor inspecties en kost rond €3.000-€8.000.

Comments on this article

Zwaardere systemen, zoals die voor ROV's in heavy-lift operaties, bieden 1-5 kW en prijzen liggen tussen €15.000-€40.000. Merken zoals Subsea Energy of Marine Wireless Power werken aan compacte units die op schepen kunnen worden gemonteerd, met een efficiëntie van 40-60% onder ideale omstandigheden. Voor een betrouwbare connectiviteit aan boord is het ook goed om te weten wat de installatie van een Starlink Maritime systeem kost. Deze technologie is schaalbaar: voor offshore windparken kunnen grotere opstellingen worden gebouwd die meerdere drones tegelijk van stroom voorzien. In Nederland zijn pilotprojecten gaande, zoals bij Rijkswaterstaat, om deze systemen te testen onder strikte milieueisen.

Dit zorgt ervoor dat de technologie niet alleen efficiënt is, maar ook duurzaam. Deze uitleg is gebaseerd op recent onderzoek, waaronder data van NEC uit 2021 en een open-access artikel op SciOpen onder licentie CC BY 4.0 uit 2025.

Het toont aan hoe onderwater draadloze energie de maritieme sector kan transformeren, van scheepvaart tot offshore-operaties. Voor wie actief is in deze niche, is het een gamechanger: minder downtime, meer efficiëntie en betere compliance met milieuwetten. Praktische tips voor implementatie: begin met kleine tests in ondiep water om efficiëntie te meten, kies systemen met minimaal 15 cm speling voor mariene veiligheid, raadpleeg de beste aanbieders van maritieme IoT-oplossingen en raadpleeg altijd Rijkswaterstaat voor vergunningen.

Investeer in modellen van betrouwbare merken zoals NEC voor betrouwbaarheid. Zo haal je het meeste uit deze innovatie zonder onnodige risico's.