Bouwmachines stoten wereldwijd jaarlijks een verbazingwekkende 400 megaton CO2 uit, wat gelijk staat aan de jaarlijkse emissies van de internationale luchtvaart.
Om bouwplaatsen koolstofarm te maken en de emissiereductiedoelstellingen te halen, moeten bouwmachines evolueren.
Hydrauvision, een leider in hydraulische en elektrische aandrijf- en besturingsoplossingen en moederbedrijf van funderingsspecialist Fundex Equipment, besloot de duurzame transitie van de bouwsector te bevorderen. Met de ontwikkeling van een nieuwe elektrische funderingsmachine bouwde zij aan een wereldprimeurproject op het gebied van elektrificatie.
Hoewel sommige bouwmachines relatief eenvoudig te elektrificeren zijn vanwege de relatief lage benodigde energie, was het bouwen van een grote volledig elektrische funderingsmachine nog nooit gerealiseerd totdat Hydrauvision deze uitdaging aanging. Ze moesten een innovatieve aanpak voor de stroomvoorziening ontwikkelen om ervoor te zorgen dat een grote funderingsmachine de hele werkdag door kon blijven draaien.
Flexibel ontwerp voor de toekomst van energie
De F4800E is gebaseerd op de diesel-aangedreven F4800 funderingsmachine van Fundex Equipment, die een volbelast boorkoppel van 500 kNm heeft en een dagelijks energieverbruik van maximaal 2000 kWh. Met een leidlengte van 48 meter is de elektrificatie van funderingsmachines van deze omvang ongekend, wat het aandrijven van zo'n grote machine de grootste uitdaging maakt.
Om de machine compatibel te maken met de meeste bouwplaatsen, besloten ze prioriteit te geven aan een flexibel ontwerp en de nieuwe F4800E de mogelijkheid te geven om te schakelen tussen verschillende energiebronnen. Als resultaat is de basis machine, inclusief lieren en hydraulische pompunits, volledig elektrisch aangedreven door permanente magneetmotoren en aandrijvingen geleverd door Danfoss. De F4800E heeft ook een geïntegreerd batterijpakket van 150 kWh voor piekafvlakking tijdens normale werkzaamheden.
Aangezien stroombronnen nog niet op elke bouwplaats beschikbaar zijn, ontwikkelde Hydrauvision een nieuwe DC-generator set met een dieselmotor om het batterijpakket van de basis F4800E-machine aan te vullen en inefficiënte piekbelastingen te voorkomen met piekafvlakking als back-up stroomvoorziening. Deze configuratie behoudt de duurzaamheidsvoordelen van de machine door het energieverbruik met 25-40% te verminderen, afhankelijk van het funderingsproces.
Een ander probleem waarmee de bouwsector momenteel wordt geconfronteerd, is de onzekerheid over wat de primaire energiebron voor het opwekken en opslaan van elektriciteit in de toekomst zal zijn. Om hiermee rekening te houden, kan de generator set eenvoudig worden losgekoppeld en vervangen door verschillende energiebronnen zoals waterstof, mierenzuur of e-methanol. Het systeem kan ook direct worden aangesloten op het elektriciteitsnet. Daarom kan Hydrauvision snel inspelen op andere beschikbare energiebronnen zodra deze beschikbaar komen.
Hoge prestaties om te concurreren met conventionele funderingsmachines
Naast de aanzienlijke duurzaamheidsvoordelen, gaf Hydrauvision ook prioriteit aan hoge prestaties bij het ontwerp van de F4800E. Door het ontwerp te baseren op de conventionele machine, maar de diesel-aandrijflijn te vervangen door een volledig elektrisch systeem, konden ze de prestaties behouden en op sommige punten verbeteren.
De F4800E is speciaal ontworpen voor zowel boor- als heitechnieken. De productiesnelheid is ook gelijk aan die van conventionele machines, inclusief een hoog boorkoppel van 500 kNm over de gehele leidlengte en een maximale trekkracht van 150 ton en een gereedschapsgewicht van 40 ton.
De bediening van de F4800E is identiek aan die van de conventionele machine, wat betekent dat operators gemakkelijk kunnen overstappen naar de elektrische machine. Door zijn elektrische motor biedt de machine ook een geluidsreductie van 90% tijdens het werken in vergelijking met een diesel-aangedreven machine, wat een waardevol voordeel is bij het werken in stedelijke omgevingen.
Een stap dichter bij een duurzamere bouwsector
Het resultaat van de samenwerking tussen Danfoss, Hydrauvision en Fundex Equipment is de eerste volledig elektrische grote funderingsmachine op de markt. De prestaties van de machine werden in september 2023 getest toen de F4800E zijn eerste commerciële project succesvol afrondde in Rotterdam voor het vastgoed- en bouwbedrijf Heijmans.
Tijdens het Canvas Living woonproject in Rotterdam heeft de F4800E met succes meer dan 250 funderingspalen geïnstalleerd. Een conventionele F3500 funderingsmachine werd ook op hetzelfde project gebruikt als vergelijkingspunt voor de elektrische machine. Aangedreven door het elektrische aandrijfsysteem en de DC-generator set met een dieselmotor van Hydrauvision, bleek de F4800E een sterke, robuuste en betrouwbare machine te zijn die de prestaties van conventionele machines kan evenaren. De extra voordelen van piekafvlakking en emissiereductie maakten het nog aantrekkelijker.
Over het succes van de F4800E tot nu toe, zei Michiel Wondergem, R&D Engineer bij Hydrauvision: 'De succesvolle prestaties van de F4800E op het Rotterdam-project van Heijmans zijn een grote stap naar de toekomst en een voorbeeld van de mogelijkheden die innovatief ontwerp kan openen in de bouwsector. De ontwikkeling van de F4800E is het resultaat van een bewuste keuze om grenzen te verleggen door een groep enthousiaste vernieuwers die niet bang zijn om van de bestaande paden af te wijken en een bewijs dat duurzaamheid en hoge prestaties hand in hand kunnen gaan in de bouw.'
