Hybride peilboot houdt rivier de Waal op diepte | Technisch Weekblad
Achtergrond
De hybride peilboot van Martens en Van Oord is sinds enkele maanden in gebruik.

Dankzij accu’s aan boord kan het schip een dag lang de bodem scannen


Hybride peilboot houdt rivier de Waal op diepte

Lieke van Zuilekom | donderdag 2 december 2021
Bouw & Civiele Techniek, Milieu & Duurzaamheid

Aannemer in de grond-, weg- en waterbouw Martens en Van Oord heeft in september 2021 een hybride peilboot in gebruik genomen. De compacte en aluminium peilboot wordt de komende vijf jaar ingezet voor het hybride peilen van verschillende gebieden op de Waal, conform het prestatiecontract Vaarwegen Oost-Nederland.

In de zomer van 2020 kwam er een tender van Rijkswaterstaat op de markt voor het onderhoud, op diepte houden en monitoren van een aantal vaarwegen in Oost-Nederland, waaronder de Waal over een totale lengte van 100 kilometer, vertelt Robert de Haas, materieel-engineer bij Martens en van Oord. ‘Om het gehele gebied periodiek te kunnen monitoren, hebben wij de vaarwegen opgedeeld in dagvakken. Voor het peilen maken we gebruik van een geavanceerde peilboot. Als specialist in grondwerken op het land en onder water zijn we heel goed bekend met deze techniek. De boot die we hier normaliter voor gebruiken, was echter niet voldoende beschikbaar om ook dit project in te kunnen vullen. De ontwikkeling van een nieuwe peilboot was daarom gewenst.’

Omdat opdrachtgever Rijkswaterstaat niet alleen op laagste prijs beoordeelde, maar ook op kwaliteit en duurzaamheid, greep Martens en Van Oord de tender aan om een hybride schip te ontwikkelen waarmee alle peilwerk 100% elektrisch kan worden uitgevoerd. ‘Mede dankzij het accusysteem (van Top Systems, red.) kan onze nieuwe, hybride peilboot maar liefst een werkdag lang de bodem van onze rivieren scannen én in kaart brengen,’ zegt De Haas. 

Dubbele aandrijving

Een 100% elektrische peilboot was natuurlijk nog mooier geweest, maar vanwege de omvang van het werkgebied niet haalbaar, benadrukt De Haas. ‘Hybride aandrijving was wel mogelijk. In de vaarweg van de Waal hebben wij twee strategische ligplekken gerealiseerd, waarvandaan we iedere dag naar het juiste werkvak varen. Voor het vervoer naar en van de werkvakken maken we gebruik van een dieselmotor, terwijl we in het vak zelf 100% emissieloos varen. De dubbele aandrijving biedt grote voordelen in functionaliteit én veiligheid. De Waal is één van de drukste rivieren van Nederland. Daarom is het fijn om, wanneer één van beide motoren onverhoopt in storing valt, altijd de tweede motor als back-up beschikbaar te hebben.’

Ergonomisch en compact

Martens en van Oord kreeg de peilopdracht van Rijkswaterstaat begin 2021 gegund. ‘Direct daarna hebben wij de boot bij Stormer Workboats besteld,’zegt De Haas. Deze Hoornse scheepswerf is gespecialiseerd in het ontwerp en de bouw van aluminium werkboten tot circa 12 meter, inclusief de eventuele inpassing van elektrische of hybride aandrijvingen.

‘Speciaal voor dit project en conform het Programma van Eisen hebben wij een ergonomische en compacte aluminium peilboot ontworpen van 9,5 meter lang, met voldoende technische ruimte voor de inpassing van een dieselmotor, elektromotor en bijbehorend accusysteem,’ vertelt Erwin Hilbrands, mede-eigenaar en architect bij Stormer Workboats.

‘Het systeem is dubbel uitgevoerd om te voorkomen dat de peilboot stil kan vallen bij problemen in het accupakket’

‘Aan de voorzijde van de boot hebben wij een comfortabele cabine ingericht voor de schipper en surveyors, die een uitstekende akoestiek én goed zicht rondom garandeert. Aan de achterzijde van de boot bevinden zich de motorruimte en het dek. De dieselmotor en elektrische motor zijn door ons aangesloten op één schroefassysteem. Onderdeks hebben wij de brandstoftanks voor de dieselmotor en het accusysteem voor de elektrische aandrijving ingebouwd. Om een perfecte inpassing van alle systemen te borgen, hebben wij heel nauw met de diverse leveranciers samengewerkt.’

De elektromotor is geleverd door Fischer Panda. Het ontwerp, de engineering en de levering van het energiesysteem werd gegund aan Top Systems. ‘Direct nadat wij de tender hadden gewonnen, zijn wij op zoek gegaan naar de juiste ingrediënten om de peilboot te bouwen,’ vertelt De Haas. ‘Doordat er geen kant-en-klare systeemoplossing voorhanden was, hebben we actuele projecten én de mogelijkheden in de markt verkend. Een mooi referentieproject voor ons waren de watertaxi’s in Rotterdam, waarin ook energiesystemen van Top Systems worden toegepast.’

Op bezoek bij de bouwer van deze watertaxi’s – Alumax Boats in Meppel – liepen De Haas en zijn collega’s sectorspecialist Norman Heins van Top Systems tegen het lijf. ‘In een persoonlijk gesprek heeft Heins de systemen verder toegelicht. Bovendien heeft Top Systems veel ervaring in deze sector. Dat gaf ons voldoende vertrouwen om dit traject met Top Systems, Stormer en Fischer Panda op te zetten.’ 

Van A tot Z betrokken

In nauw overleg met Stormer en Fischer Panda heeft Top Systems het aantal en type accu’s voor de hybride peilboot bepaald en alle bijbehorende componenten geselecteerd. ‘Op basis hiervan zijn we de motor- en technische ruimte verder gaan uit engineeren,’ vertelt Hilbrands. ‘De engineers van Top Systems hebben technische schema’s gemaakt van het complete energiesysteem, inclusief bijbehorende maatvoeringen. Ook waren zij gedurende het project als vraagbaak beschikbaar voor onze monteurs, onder leiding van hoofdmonteur Jeroen Slok.’

Met de Power Box van Ratio Electric is opladen ook mogelijk als er geen openbaar laadpunt is (foto: Carel Kramer). Tekst gaat verder onder de foto.

Heins heeft het project diverse malen bezocht om de inbouw en aansluitingen van het systeem te controleren. ‘Nadat de peilboot te water is gelaten, hebben wij het accusysteem uitvoerig getest en in bedrijf gesteld, waarna de garantieperiode is ingegaan,’ vertelt hij. ‘Daarmee worden de veilige werking én lange levensduur van het systeem geborgd.’ 

Het energiesysteem

Voor de hybride peilboot heeft Top Systems 14 stuks MG LFP lithium-ion-accu’s van 7,2 kWh geleverd (totaal: 100,8 kWh), vertelt Heins. ‘Het systeem is dubbel uitgevoerd, waarmee we voorkomen dat de peilboot stil kan vallen bij problemen in het accupakket. Elk accupakket beschikt over een eigen Battery Management Systeem (BMS), die de aangesloten accu’s bestuurt, beschermt en bewaakt tegen overladen, overmatig ontladen, te hoge of te lage temperaturen. Bovendien regelt dit systeem het uitbalanceren van de accucellen. Alle systeemdata wordt zichtbaar gemaakt op twee MG Energy monitors in de technische ruimte én een Victron Cerbo GX Touch 50 display in de cabine van de schipper.’ 

‘Omdat duurzaamheid een steeds grotere rol speelt, willen we nu ook ons gravend, rijdend en baggermaterieel aanpassen’

Het accupakket kan aan het eind van iedere werkdag worden opgeladen op één van beide ligplekken. In plaats van een standaard netaansluiting is gekozen voor een 3-fase elektrisch vervoer (EV) lader, waardoor de peilboot in principe bij elke EV-laadpaal geladen kan worden. MG Energy Systems heeft, naast de levering van het accusysteem, gezorgd voor een juiste systeemintegratie. Hierdoor krijgt de EV-lader exact door wanneer hij de accu’s moet laden, hoe lang en hoeveel stroom geleverd moet worden.

‘In totaal zijn drie Powerfinn acculaders geïnstalleerd, waardoor het accupakket met maximaal 9 kW geladen kan worden,’ aldus Heins. ‘Op het dak van de cabine zijn vier Victron BlueSolar zonnepanelen gemonteerd. Een Victron SmartSolar MPPT zonne-laadregelaar verzamelt de opgewekte zonne-energie en zet deze om naar een nominale spanning van 48 Volt voor de omvormer en het accupakket.’

Dichtbij de ontwerpcondities

De hybride peilboot past uitstekend binnen de duurzaamheidsdoelstellingen van Martens en van Oord, benadrukt De Haas. ‘We zetten hoog in op brandstofbesparing, emissieverlaging en hergebruik van materialen. Deels vanuit een intrinsieke motivatie, maar ook omdat steeds meer opdrachtgevers hierom vragen. Duurzaamheid speelt een steeds grotere rol in de gunning van projecten, waarop we op korte termijn ook ons gravend, rijdend en baggermaterieel zullen aanpassen.’

De hybride peilboot voldoet in ieder geval aan de verwachtingen, vertelt hij. ‘Zeker in de eerste weken heb ik nauw contact gehad met de mensen aan boord, die zeer enthousiast zijn. Met name het bepalen van de uitgangspunten in de engineeringsfase van dit project was niet eenvoudig, mede omdat de Waal een snelstromende rivier is. Op welke snelheid moeten we elektrisch varen, om onze werkzaamheden hier goed te kunnen uitvoeren? En hoe lang kunnen we dan varen, voordat de accu’s leeg zijn?’

Volgens De Haas was het een behoorlijke uitdaging om dit goed in te richten. ‘Zeker omdat we op deze compacte boot niet onbeperkt accu’s konden plaatsen. Maar uiteindelijk zijn we heel dicht bij de uitgangspunten van het ontwerp gekomen. Zowel qua performance/actieradius als snelheid. Elektrisch kunnen we een snelheid van maximaal 12 km/h halen. Dat is voor het peilen van de rivier voldoende. Erg fijn aan het systeem van Top Systems is dat we ons verbruik realtime kunnen volgen en hierop kunnen anticiperen. Zo kan de schipper bijvoorbeeld iets gas terugnemen, wanneer de accu’s te snel leeg dreigen te raken. Zo kunnen we te allen tijde een 100% elektrische peildienst borgen. Bovendien kan de leverancier bij vragen of storingen op afstand meekijken in het systeem, waardoor we ook op dit vlak heel snel kunnen schakelen.’