100% elektrische bouwkeet voor KWS

1. Achtergrond

Top Systems heeft een bouwkeet met een duurzame, autonome stroomvoorziening opgeleverd aan KWS, een werkmaatschappij van Koninklijke VolkerWessels. In navolging van een elektrische vrachtwagen en elektrische minikraan draagt deze volledig elektrische bouwkeet bij aan de duurzame ambities van de Nederlandse wegenbouwer en asfaltproducent. De ‘groene keet’, met een dakoppervlak van 733 x 243 cm, is onder meer voorzien van zes DMEGC zonnepanelen, een Victron SmartSolar MPPT zonne-laadregelaar, een Victron Quattro omvormer-ladercombi met omschakelautomaat, een Victron Color Control regel- en bewakingssysteem en twee MG Energy Systems Lithium-Ion NMC-accu’s met een hoge energiedichtheid. De schaftkeet wordt gebruikt op KWS-projecten in de regio Amsterdam.

2. Uitdaging

Beperking van de CO2- en stikstofuitstoot is een belangrijk doel voor KWS. “We zijn continu bezig om onze CO2- en stikstofemissie te verlagen. Daarbij richten we ons niet alleen op de inkoop van groene stroom, hergebruik van materialen en het vergroten van de efficiency van onze asfaltcentrales, maar ook op de elektrificatie/vergroening van ons materieel”, vertelt Pepijn Kok, Bedrijfsleider bij KWS Infra Amsterdam-Utrecht. “Als KWS willen we de duurzaamste wegenbouwer van Nederland zijn. Onze missie is een 100% circulaire infrastructuur in 2040. Projecten worden steeds vaker gegund op basis van de Economisch Meest Voordelige Inschrijving (EMVI), waarin naast prijs ook duurzaamheid leidend is. Bovendien mag op veel plekken in ons land – waaronder in Amsterdam – niet meer met grote, brandstofgestookte aggregaten worden gewerkt. Met de overstap naar Aspen benzine – dat vrijwel geen schadelijke stoffen zoals zwavel, benzeen en aromaten bevat – hebben we enkele jaren geleden al een stap in de goede richting gezet. Echter: grondstoffen worden steeds schaarser en we moeten naar een duurzame en emissieloze bouwplaats, waarvoor elektrificatie van ons (klein) materieel onontbeerlijk is. De duurzame en volledig elektrische keet past perfect binnen deze ambitie en kon relatief eenvoudig gerealiseerd worden. Bovendien komt de keet tegemoet aan de leefbaarheid op de bouw. De constructie is zeer stil. Gebrom van aggregaten tijdens de schaft is niet meer aan de orde, wat door onze medewerkers als zeer prettig wordt ervaren.”

Als gevolg van de elektrificatie neemt het elektriciteitsverbruik van KWS flink toe, benadrukt Kok. “Deze elektriciteit kun je op twee manieren goedkoop opwekken: via windmolens en via zonnepanelen. 

3. Oplossing

Omdat op de meeste bouwplaatsen geen windmolens aanwezig zijn, hebben wij gekozen voor de integratie van zonnepanelen. Op de 100% elektrische keet moesten voldoende zonnepanelen worden gelegd om het gebruikelijke stroomverbruik te kunnen opvangen. Om dit verbruik inzichtelijk te krijgen, hebben wij de stroombehoefte in de schaftkeet langere tijd gemonitord. Via ons netwerk kwamen we vervolgens in contact met Top Systems, dat onze klantvraag goed kon formuleren en bovendien een goede aanbieding deed in prijs, risico’s, et cetera.

Op het dak van de ‘groene keet’ zijn zes 320 Wp DMEGC zonnepanelen gemonteerd en aangesloten op een Victron SmartSolar MPPT zonne-laadregelaar, vertelt hij. “Deze MPPT verzamelt de opgewekte zonne-energie en zet deze om naar laadstroom om de accu’s op te laden. De accu’s betreffen twee MG Energy Systems Lithium-Ion HE-accu’s van 24 Volt en 5 kWh per stuk (totale accupack: 10kWh). De verbruikstoestellen – waaronder de verwarming, verlichting, waterkoker, het koffiezetapparaat en alle stopcontacten – vragen echter een wisselspanning van 230 Volt. Een Victron Quattro 5KVA zet de 24 Volt (DC) accuspanning daarom om naar 230 Volt (AC) wisselspanning voor alle elektrische apparaten. Bovendien kan de Victron Quattro worden aangesloten op twee onafhankelijke AC-bronnen, zoals de netstroom/walstroom en een aggregaat, waarbij de omvormer-ladercombi automatisch overschakelt naar de actieve bron.”

De in dit project toegepaste Victron Quattro 24/5000/120 omvormer-ladercombi kan 4kW continu leveren. “Hierdoor kunnen we ook op piekmomenten, wanneer meerdere apparaten op hetzelfde moment worden ingeschakeld, in de gewenste energiebehoefte voorzien. Denk bijvoorbeeld aan de koffie- en lunchpauzes, waarop niet alleen het koffiezetapparaat en de waterkoker worden ingeschakeld, maar ook veel telefoons worden opgeladen.” Met volledig, continu gebruik zal het accupakket circa 2,5 uur meegaan. Echter met standaardgebruik wordt een gebruiksduur van meer dan 10 uur geborgd. Dit is ruim voldoende voor KWS. Bovendien zorgen de zonnepanelen ervoor dat de accu’s continu kunnen worden bijgeladen.” Doordat de zonnepanelen als voedingsbron worden gebruikt, is een aansluiting op het elektriciteitsnetwerk niet nodig. De schaftkeet functioneert volledig ‘off-grid’.

4. Eindresultaat

In de ‘groene keet’ is een vrij groot accupakket voorzien, met een accucapaciteit van 10 kWh, vertelt Van den Berg. “Op het dak van de schaftkeet zijn bovendien zes zonnepanelen van 320 Wp per stuk (totaal: 1.920 Wp) aangebracht, die de accu’s gedurende de dag van energie voorzien. De zonnepanelen leveren in het voorjaar, najaar en de zomer circa 6 kW energie per dag. In de wintermaanden leveren de panelen circa 1,5 kW. Mocht meer energie gewenst zijn, bijvoorbeeld als de bouwkeet meerdere dagen op locatie blijft staan en er geen walstroomaansluiting beschikbaar is, dan heeft KWS – als back-up – de mogelijkheid om de accu’s in geval van nood op te laden met het bestaande aggregaat, die tijdens de ombouw behouden is gebleven. Omdat het aggregaat sec functioneert als noodstroomvoorziening en de accu’s alleen in geval van nood oplaadt, blijven het brandstofverbruik en de CO2-uitstoot in dit geval tot een minimum beperkt.”

In de meeste gevallen wordt de schaftkeet echter aan het eind van de werkdag mee teruggenomen naar de materieel-opslagwerf, waar hij op de walstroom wordt aangesloten. Hier worden de accu’s van het energiesysteem weer opgeladen, waardoor de volgende dag weer met een vol accupakket kan worden gestart. Een MG Energy systems Master LV 24-48V/400A Battery Management Controller bestuurt, beschermt en bewaakt de aangesloten accumodules tegen overladen, overmatig ontladen, te hoge of te lage temperaturen en regelt het uitbalanceren van de accucellen. Naast een veiligheidsfunctie bewaakt en volgt de Master LV diverse belangrijke parameters om inzicht te krijgen in de accustatus en het energieverbruik. De Battery Management Controller staat in directe verbinding met de Victron Color Control, die een intuïtieve regeling én bewaking voor alle Victron-stroomsystemen mogelijk maakt, aldus Van den Berg. “Op een display aan de wand kan men niet alleen op ieder moment het verbruik van de installatie inzien, maar ook de status van de accu’s bekijken en de opbrengst van de zonnepanelen raadplegen. Naar wens kan de Victron Color Control bovendien gekoppeld worden met het internet, waardoor ook bewaking op afstand mogelijk wordt.”

De samenwerking in dit project is uitstekend bevallen. Top Systems is zijn afspraken in tijd en geld goed nagekomen en ook de overdracht was prima. Tot op heden hebben zich geen storingen voorgedaan.”

5. Voordeel

In dit project is gekozen voor een 24 Volt accupakket, waarvan de accuspanning door de Victron Quattro wordt omgezet naar 230 Volt (AC). Echter is in de bouwkeet nog een aantal LED-armaturen uit de oude situatie behouden gebleven, die op 24 Volt functioneren. Een Victron Orion-Tr 24/24-12A (280W) isolated DC/DC-omvormer haalt deze 24 Volt accuspanning rechtstreeks uit het 24 Volt accusysteem en voedt hiermee de 24 Volt LED-verlichting. Daarbij voorkomt de DC/DC-omvormer dat de armaturen harder of zachter gaan branden wanneer de laadspanning van de accu’s verandert.

In opdracht van Top Systems heeft Camper Techniek Gouda het energiesysteem in de bestaande schaftkeet ingebouwd. “Voor de refit/het circulair hergebruik van de bestaande voorziening waren slechts beperkte aanpassingen nodig”, vertelt Van den Berg. “Voor de montage van de zonnepanelen hebben wij bijvoorbeeld spoilers op het dak geplakt met een Sikaflex kit. Bovendien zorgen de spoilers voor voldoende ventilatie onder de zonnepanelen, waardoor warmteopname van de bouwkeet niet aan de orde is en de panelen een maximale opbrengst én levensduur hebben.” Om alle solarbekabelingen naar binnen te halen, is één gat in het dak geboord, voor de montage van een dakdoorvoer. “In de keet hebben wij alle bekabeling onzichtbaar achter de houten wandpanelen weggewerkt”, vertelt Ron van Galen, Eigenaar van Camper Techniek Gouda. “Kabelgoten waren niet aan de orde. Het enige element dat zichtbaar is gebleven, is de Victron Color Control display direct naast de deur.” In een lege, holle ruimte onder één van de zitbanken is het complete energiesysteem ingebouwd, vertelt hij, inclusief de accu’s, omvormers en bijbehorende technieken. “Vervolgens heeft Top Systems in eigen beheer de controle, inregeling en inbedrijfstelling verzorgd.” Het resultaat ziet er super strak uit, benadrukt Van den Berg. “Camper Techniek Gouda verdient hiervoor een groot compliment.”