Slim bedachte kolos:
Volledig geëlektrificeerde 90-tons boorinstallatie
De Nederlandse fabrikant Dieseko waagt zich in samenwerking met Webasto en partner Danfoss Editron aan de elektrificatie van een gigantisch boorplatform van Woltman. De civieltechnische machine weegt 90 ton en kan palen tot 36 meter lang de grond in slaan door te boren of te heien.
Dit soort machines zijn nodig op grote bouwplaatsen over de hele wereld: reusachtige boren die palen in de grond slaan of grote gaten boren die vervolgens ter plaatse worden gevuld met beton om een veilige fundering te bieden voor onder andere bruggen of grote gebouwen. De boorinstallaties van Woltman bestaan al 35 jaar en sinds 2015 is het merk onderdeel van de grote machinespecialist Dieseko, met het hoofdkantoor in Sliedrecht bij Rotterdam.
Tot nu toe werden deze boorkolossen aangedreven door een diesel, zowel wat betreft de mobiliteit op de bouwplaats als de aandrijving van de verschillende uitrustingsstukken van de machines. Maar de wens om bouwmachines te elektrificeren stopt niet bij deze zwaargewichten. Sommige landen, zoals de VS (Californië), Noorwegen en Nederland, eisen al in 2025 of 2030 emissievrije bouwplaatsen. Vooral op bouwplaatsen is de uitstoot van stikstof een probleem, maar de uitstoot van kooldioxide moet natuurlijk ook zo snel en ingrijpend mogelijk omlaag.
Elektrische bouwmachines lonen
De Nederlandse overheid subsidieert de aanschaf van elektrische bouwmachines met aantrekkelijke subsidies tot 40 procent van het prijsverschil ten opzichte van een nieuwe dieselmachine. De elektrische versies zijn misschien duurder in aanschaf, maar wanneer hun kosten over hun hele levensduur worden geëvalueerd, leveren ze eigenlijk een aantrekkelijke financiële propositie op. "Aan de ene kant wordt diesel nog duurder, aan de andere kant zijn er bepaalde aanbestedingen die je tegenwoordig alleen kunt winnen als je apparatuur gebruikt die zorgt voor nul uitstoot ter plaatse, " legt Dirk Smulders, CEO van Dieseko, uit.
Een ander voordeel van elektrische aandrijving is dat de motor alleen energie verbruikt als hij in bedrijf is. Dieselmotoren werken praktisch de hele dag, zelfs als ze alleen in de "stand-by"-modus draaien. De bestseller van Woltman in de gewichtsklasse van 90 ton is de eerste diepboorinstallatie die Dieseko in samenwerking met het Nederlandse ingenieursbureau VSE en Webasto heeft geëlektrificeerd, en dat in slechts twaalf maanden. "Vijf jaar geleden dachten we in eerste instantie aan elektrificatie, maar het duurde even voordat we alle details in overweging hadden genomen en de juiste partners hadden gevonden. " reflecteert Smulders. De primaire focus van de ontwikkelingsingenieurs van Dieseko lag niet alleen op het verminderen van emissies, maar ook op het verminderen van geluid, trillingen en energieverbruik. "We willen toonaangevend blijven op het gebied van technologie, dus denken we buiten de gebaande paden om de beste kwaliteit te bereiken", zegt Smulders. De eerste 90 tons elektrische boorinstallatie wordt geleverd aan een groot, gerenommeerd en duurzaam betrokken bouwbedrijf in Nederland.
Hoge kwaliteit in de keuze van partners
Dieseko heeft hoge eisen gesteld aan de gekozen leveranciers van elektrificatieprojecten . De elektromotoren worden geleverd door Danfoss Editron en de accu-oplossing komt van Webasto.
"Webasto heeft indruk op ons gemaakt als partner. Ten eerste omdat de accu's zeer veilig en uiterst robuust zijn – dit is vooral belangrijk omdat onze boorinstallaties altijd trillingen genereren – en ten tweede is de thermomanagementoplossing voor de accu's en de cabine op een zeer slimme manier gerealiseerd ", legt Smulders uit.
"Onze machines en hun operators moeten veilig en betrouwbaar kunnen werken op bouwplaatsen, daarom hebben we ook voor onze partners hoge kwaliteitseisen gesteld." Voor Webasto is dit het project met de meeste accu's in één voertuig of machine tot nu toe.
Het idee: deel de accu's in tweeën
De Woltman 90DRe maakt gebruik van 36 standaard accupakketten van Webasto. Zes daarvan zijn vast in de machine geïnstalleerd, los van de andere, en leveren stroom aan een kleine aandrijfmotor waarmee de machine korte afstanden op de bouwplaats kan afleggen.
Er is een patent aangevraagd voor deze energiezuinige opstelling. De andere 30 accu's leveren de enorme capaciteit aan vermogen die nodig is om te boren of te heien. Slim is dat deze accu's apart verwijderd en vervoerd kunnen worden. Dit maakt het gemakkelijker om de machine van de ene bouwplaats naar de andere over te brengen en maakt het mogelijk om lege accu's te vervangen door opgeladen accu's.
Bovendien biedt hun gewicht van bijna 15 ton het nodige tegenwicht voor de boorinstallatie . "De samenwerking met VSE en Webasto voor de ontwikkeling van de interfaces tussen de machine, de Danfoss-aandrijflijn en de stroomvoorziening van de accu's verliep soepel. Het was een waar genoegen", zegt Smulders.
Doordacht batterijconcept
Het aantal accu's is ontworpen om voldoende stroom te leveren voor een gemiddelde werkdag op de bouwplaats, d.w.z. ongeveer acht tot tien uur. Ze kunnen dan 's nachts worden opgeladen met maximaal 90 kilowatt per uur. Hun energie-inhoud is elk 35 kilowattuur - dus in totaal leveren de batterijen 1,2 megawattuur aan stroomcapaciteit wanneer ze volledig zijn opgeladen. "Onze machines komen vaak als eerste aan op een bouwplaats om aan de slag te gaan. De uitdaging met deze machine is om voldoende netstroom beschikbaar te hebben op de locatie om 's nachts te kunnen opladen. Momenteel is dit niet op elke bouwplaats beschikbaar, maar met de introductie van dit soort elektrische machines verwachten we dat de beschikbaarheid van netstroom zal worden opgevoerd", legt Smulders uit.
De accu's van Webasto zijn extreem robuust (getest op trillingen en schokken tot 100 kilonewton) en zijn goed beschermd door een extra doos. Bovendien kunnen ze in het systeem worden gekoeld, waardoor ze zelfs in warme omgevingen en onder continue belasting hun prestaties garanderen. De accu's worden aangestuurd door een centraal batterijmanagementsysteem in de vorm van zogenaamde vehicle interface boxes (VIB's). De VIB's van Webasto dienen ook als communicatie-interface tussen het accusysteem en het voertuig.
Om ervoor te zorgen dat de accu's altijd binnen hun optimale bedrijfstemperatuurbereik van 15 tot 35 graden Celsius blijven, heeft Dieseko ook gekozen voor het Plug & Play thermomanagementsysteem van Webasto. Dit zorgt voor de best mogelijke energiebesparing bij dagelijks gebruik en een lange levensduur van het accupack. Het systeem zorgt ook voor verwarming en airconditioning voor de bestuurderscabine , waardoor er één oplossing is voor alle thermische taken.
En houdt de elektrificatie van Woltman-machines daar op? Volgens Smulders: nee; Plannen voor andere machines liggen al op de tekentafel en zijn gebaseerd op verzoeken van belangrijke klanten. "Daarvoor willen we graag voortborduren op de expertise die we samen hebben opgedaan ", zegt Smulders.
