Volledig elektrisch werkschip Volta symboliseert transitie

Opdrachtgevers in de grond-, weg- en waterbouw stellen steeds vaker eisen aan de emissie van het materieel waarmee wordt gewerkt. Om die reden staat de ontwikkeling van emissieloos materieel volop in de belangstelling. Dat geldt ook voor gww-specialist Martens en Van Oord dat volop investeert in zero-emissie materieel. Het volledig elektrisch aangedreven werkschip Volta is daar een prachtig voorbeeld van. Gebhard Electro uit Oosterhout ontwikkelde samen met ABB een oplossing die tegemoet komt aan alle uitdagingen die deze maritieme toepassing met zich meebrengt.  

De Volta is een uniek werkschip dat volledig elektrisch is uitgevoerd en bedoeld is om emissieloos op het water te werken. De Volta wordt gebouwd door werkschip-specialist Groeneveldt Marine Constructions B.V.. Voor de voorstuwing wordt gebruik gemaakt van twee in hoogte verstelbare elektromotoren, elk met een vermogen van 200 kW. Het schip zal worden ingezet op diverse waterbouwprojecten in heel Nederland. De Volta zal een verscheidenheid aan dek-equipment, waaronder een elektrische graafmachine, voorzien van stroom waarbij het werkschip als een powerbank fungeert. De accucapaciteit van het batterijpakket is daarop afgestemd: met een vermogen van 2,2 MWh is er voldoende energie om een volledige werkdag elektrisch te kunnen werken. Het schip is niet alleen een technisch hoogstandje, maar ook een fraai symbool van de transitie naar een schonere en groenere toekomst voor de scheepvaart. 

Voor het accupakket en de complete elektrische installatie benaderde Martens en Van Oord system integrator Gebhard Electro. Wat 75 jaar geleden begon als installatiebedrijf, groeide uit tot een vooraanstaande speler in de maritieme en industriële markt. Over de ‘vergroening’ van de maritieme sector vertelt Bjorn van Bommel, Teamlead Purchase & Logistics & Business Development van Gebhard Electro: “In de maritieme wereld groeit de vraag naar duurzame en milieuvriendelijke oplossingen. Daarbij gaat het niet alleen om de elektrische voortstuwing maar steeds vaker ook om de elektrificering van materieel. Het is heel bijzonder om die ontwikkeling mee te maken. De toename van het aantal DC-energiebronnen aan boord van een schip vraagt ook om een andere insteek. Je wilt zo min mogelijk omzettingen om energieverliezen te voorkomen. Samen met Martens van Oord is gekeken naar het gebruik van het schip om een efficiënte aandrijflijn te creëren. De voortstuwingsmotoren worden direct vanaf de DC-bus gevoed terwijl andere grote energieverbruikers met het AC-bord kunnen worden gevoed. In de praktijk zijn daardoor minder componenten nodig en kan met een compactere installatie worden volstaan.” 

Die compacte installatie is ook nodig want ruimte is één van de grote uitdagingen die de elektrificering van de maritieme sector met zich meebrengt. Bjorn van Bommel: “Voor de voortstuwing en voor het voeden van het elektrisch aangedreven materieel is veel vermogen nodig. Dat vermogen moet allemaal worden ondergebracht in kleine ruimtes. Dat vraagt veel inventiviteit én tijdige voorbereiding. Samen met ABB zitten we al in een zeer vroeg stadium met elkaar aan tafel om vast te stellen waar de energie voor de verschillende toepassingen aan boord vandaan moet komen. Aan de hand van vaarprofielen en het bijbehorende energieverbruik proberen we dat inzichtelijk te maken. Met die kennis kan vervolgens het engineeringtraject worden gestart.”  

Als onderdeel van het engineeringtraject werd gekozen voor een indrukwekkend batterijpakket op basis van LFP-techniek. “De energiedichtheid hiervan past het beste bij dit project”, aldus Bjorn van Bommel. “We hebben de klant daar uitgebreid over geadviseerd.”  

 Ook bij het ontwerp van de elektrische installatie brengt de inzet van een batterijpakket nieuwe uitdagingen met zich mee. Zo moet onder meer rekening worden gehouden met hogere foutstromen, aardfouten, een hogere kortsluitvastheid en de snelle afschakeltijd van bi-directionele stromen. Daarnaast is het onderbreken van DC lastiger dan het onderbreken van AC. “Natuurlijk was de DC-techniek al onlosmakelijk verbonden met de maritieme wereld, maar de hogere spanningen tot wel 690V DC maken het wel spannender en uitdagender”, aldus Bjorn van Bommel. “Voor de DC-installatie aan boord van de Volta hebben we onder meer gekozen voor de OTDC-lastscheider van ABB. Deze wordt geleverd in uitvoeringen tot 1500 VDC en is speciaal ontwikkeld voor DC-toepassingen. De lastscheider onderscheidt zich door een compact ontwerp, efficiëntie en betrouwbaarheid.” 

Ook voor het AC-gedeelte van de elektrische installatie vertrouwde Gebhard Electro op ABB. Bjorn van Bommel hierover: “Voor het AC-gedeelte is ABB onderdeel van onze standaard. We weten precies wat we aan elkaar hebben en kunnen dankzij de korte lijnen met ABB snel schakelen. Bovendien zijn veel van de ABB-producten voorzien van maritieme certificering. Dat is in ons vakgebied van cruciaal belang.”  

In de installatie wordt onder meer de Tmax XT-serie vermogensschakelaars ingezet voor beveiliging van de installatie tegen overbelasting en kortsluiting. “De Tmax XT vermogensautomaten zijn compact, veelzijdig en betrouwbaar en onderscheiden zich door een hoog afschakelvermogen.” Opvallend is de XT5-variant die is uitgevoerd met Ekip Touch. Bjorn van Bommel: “Ekip Touch is een slimme oplossing om XT-automaten in installaties te upgraden. De geavanceerde tripunit beveiligt installaties en leent zich bij uitstek om installaties toekomstbestendig te maken.” Ekip Touch kan bovendien in een later stadium eenvoudig worden uitgebreid met beveiligings- en/of meetfuncties of worden gekoppeld aan het cloud-gebaseerde ABB AbilityTM-platform. 

Als we Bjorn van Bommel vragen naar de keuze voor ABB als partner, antwoordt hij spontaan: “In onze wereld is samenwerking een vanzelfsprekendheid. Een schip is een drijvend dorp en je zult dan ook – al dan niet samen met partners – van veel aspecten kennis in huis moeten hebben. ABB denkt al vanaf de conceptfase van projecten met ons mee. We beschikken zelf over veel kennis, maar vinden het tegelijkertijd belangrijk om te kijken of het slimmer of beter kan. ABB is daarbij een perfecte partner die ons in staat stelt altijd de nieuwste technieken aan boord van schepen toe te passen.”