Elektrische aandrijflijn: efficiënt, betrouwbaar en milieuvriendelijk

Elektrische aandrijflijn: efficiënt, betrouwbaar en milieuvriendelijk

Hakkers gebruikt hem voor een ankerboormachine, Hollandia Services voor vier aggregaten: de CHD-e, de hybride elektrische aandrijflijn van SDK Engineering. De bevindingen tot nu toe? Heel goed, zeggen Jurre van Kruijssen van Hakkers en Dennis de Waard van Hollandia Services. De CHD-e maakt nauwelijks lawaai, is betrouwbaar en milieuvriendelijk. Van Kruijssen: "Als het moet, kunnen we nu volledig elektrisch boren."

Opdrachtgevers van bouw- en infraprojecten vragen er in de  aanbestedingen steeds vaker om: wie de opdracht wil binnenhalen, moet emissieloos kunnen werken. Met het Klimaatakkoord van Parijs in het achterhoofd is dat een logische ontwikkeling, zegt Lead mechanical engineer Jurre van Kruijssen van Hakkers. De lidstaten van de EU hebben afgesproken dat de EU in 2050 klimaatneutraal is. Van Kruijssen is bij Hakkers verantwoordelijk voor de technische invulling van het duurzaamheidsbeleid en houdt zich bezig met de elektrificering van bouwmachines en de inrichting van C02-neutrale bouwplaatsen. Naast funderingstechniek en staalbouw is Hakkers gespecialiseerd in waterbouw, zoals kadeconstructies, steigers voor zeehavens en dijkversterkingsprojecten.

Hakkers gebruikt de ankerboormachine met CHD-e bij een grootschalig project in Arnhem: dijkversterking van de Rijn kade in het kader van het Hoogwaterbeschermingsprogramma (HWBP). De ankerboormachine - formaat grote graafmachine - wordt ingezet na het slaan van damwanden: ankers worden schuin de grond in geboord en zorgen ervoor dat de damwanden op hun plek blijven. En de kade dus niet verzakt. Voor dit project vormt Hakkers samen met G. van der Ven BV en Ballast Nedam een combinatie. Hun plan scoorde het best op het beperken van de emissies van stikstof en fijnstof, een wens van de opdrachtgever.

Van Kruijssen: "Onze vaste leverancier van ankerboormachines is bezig met de ontwikkeling van een hybride variant, maar die is nog niet verkrijgbaar. Vervolgens ben ik de markt opgegaan. Via via kwamen we terecht bij Steven de Kam van SDK, een bedrijf dat al regelmatig service verleende aan onze dieselmotoren en soms een storing oploste. SDK had een emissieloze aandrijflijn ontwikkeld die ingebouwd kon worden. Ik was gelijk gecharmeerd van het gedachtegoed van Steven."

De ankerboormachine kreeg een retrofit, die eerste die SDK met een elektrische aandrijflijn toepaste. De bestaande motor is eruit gehaald en vervangen door een CHD-400e. Dat gebeurde samen met een inbouwpartner. De aandrijflijn maakt gebruik van een accupack, elektromotor en - als back-up - een kleine verbrandingsmotor. Van Kruijssen: "Vóór de plaatsing heeft Steven allerlei metingen verricht en 3D-scans gemaakt. Om te kijken wat de vermogensvraag is en op welke plekken de componenten moeten komen. Het was een flinke legpuzzel, maar de oude diesel is vervangen door een hybride pakket. Steven zei: 'Ik geef geen garanties dat hij vanaf moment één probleemloos loopt, maar ik ga er alles aan doen. Dat gaf ons vertrouwen. Niemand is kritischer dan Steven zelf."

Vlak na de bouwvak is de ankerboormachine bij het project aan de Rijnkade in gebruik genomen. Van Kruijssen: "We hadden slechts een weekend om proef te draaien, maar het verliep probleemloos. Steven zat er bovenop en waarschuwde ons voor kinderziektes. Ze mochten geen naam hebben. Steven wilde alles direct aanpassen. Ook als het gebruikersfoutjes waren hielp hij ons. Nooit een factuur van gezien."

De ankerboormachine kan anderhalf uur op een volle accu draaien: het opladen neemt zo'n vijf uur in beslag. Van Kruijssen: "Hij hangt dus aan de kabel. Gedurende de dag loopt de accu langzaam leeg, omdat hij meer gebruikt dan je kan opladen. Maar hij haalt het einde van de dag. Tijdens de nacht en pauzes laadt hij op. En de dieselmotor staat altijd uit. Ik kan er echt niks negatiefs over zeggen, want de ankerboormachine loopt als een zonnetje.

"SOK heeft een emissieloze aandrijflijn ontwikkeld die ingebouwd kan worden. Ik was gelijk gecharmeerd."

Hij staat nu toevallig even bij SOK voor een paar updates. Er komt een extra lader bij, ook wordt de dieseltank ietsje groter. Als een opdrachtgever er om vraagt, kan de boormachine volledig elektrisch boren. Maar soms zal de machine op een ponton moeten staan waar überhaupt geen stroomnetwerk is. Of op een bouwplaats waar geen stroom is. Dan is het fijn om de kleine dieselmotor aan te kunnen zetten. Deze aandrijflijn is heel veelzijdig."

Het was voor de boormeester aanvankelijk wennen om te werken met een elektrische ankerboormachine, vervolgt Van Kruijssen.

"Bij een diesel hoor je wat de machine doet, nu krijgt de boormeester pop-ups. Dat is wennen." Dankzij de bijgeleverde software kan op afstand worden gezien hoe de boormachine presteert.

Hoofd materieeldienst Dennis de Waard van Hollandia Services is eveneens goed te spreken over de samenwerking met SDK Engineering. Hollandia Services - van huis uit staalbouwer van bruggen - is gespecialiseerd in het beheer en onderhoud van grote, beweegbare staalconstructies: bruggen, sluizen, (stormvloed-) keringen en stuwen. En constructies voor hoogbouw en industrie.

Hollandia Services heeft vier aggregaten met elektrische aandrijving van SDK in gebruik. Toevallig ook in Arnhem, maar bij een ander project: de renovatie van de IJsselbruggen. "Wij kopen of huren onze dieselaggregaten vaak bij Genpower, maar nu kregen we vanuit het projectteam de vraag om een duurzamere oplossing te bieden dan met traditionele aggregaten te draaien. Er is geen vaste stroomvoorziening bij de brug. Hierdoor ontstond het idee om hybride aggregaat toe te passen, aangezien deze het meeste past bij de werkzaamheden. Die had Genpower nog niet, maar via SDK konden ze er wel aan komen. De hybride aandrijflijn van SDK was gloednieuw, wij waren de eerste die ze in gebruik namen. In eerste instantie waren er wat kinderziektes, denk aan een andere softwareafstelling of synchronisatie van de sets. Deze problemen werden snel en vakkundig opgelost. SDK denkt altijd oplossings­gericht."

De hybride aggregaten zijn ingezet bij de renovatie en versterking van de 60 jaar oude stalen bruggen over de IJssel bij Arnhem. Hollandia Services vormt samen met Dura Vermeer bouwcombinatie Savera IJsselbruggen. Het project wordt volgens het zogeheten tweefasen­contract uitgevoerd, om de risico's zo goed mogelijk te beheersen. De werkzaamheden begonnen in 2022, de oplevering is later dit jaar. Door de toegenomen verkeersdrukte en zwaardere voertuigen bleek dat de belasting van de brug dusdanig toegenomen is dat versterking en renovatie noodzakelijk was.

De bruggen worden versterkt met extra stalen balken, ook worden ruim duizend lasverbindingen verbeterd. Daarvoor is veel laswerk nodig, zegt De Waard. "Volledig elektrisch is lastig, omdat we gebruik maken van inductiemachines, voorverwarmapparatuur en gutsmachines. Bij lassen is sprake van piekspanningen en dat vinden omvormers en accu's niet fijn. Sterker nog, je maakt ze kapot."

Hollandia Services maakt gebruikt van de hybride generator H100/200, met 100 kVA vermogen. "Op het moment dat je weinig vermogen nodig hebt, wordt de brandstofmotor uitgeschakeld en de elektromotor ingeschakeld. Wanneer je veel vermogen nodig hebt, kun je combineren: je haalt vermogen uit zowel je accu pakket als de dieselmotor. Dan kun je even een korte piek trekken van 200 kVA. Het is prachtige techniek. En de uitstoot van een hybride aggregaat is veel lager dan een traditionele aggregaat. Hij is heel efficiënt: het aggregaat levert wat je vraagt en staat niet onnodig te draaien als de stroombehoefte er niet is. Volledig emissieloos is hij nog niet, maar dat is uiteindelijk wel het streven. Het begin is er en dan heeft SDK op dit moment de beste oplossing voor onze werkzaamheden."