Een in-het-oog springend project : Zwaar werk voor de industriële aandrijvingen van Nord Drivesystems hoog in de Alpen

In de Zwitserse Alpen loopt momenteel een bouwproject onder extreem uitdagende omgevingsomstandigheden. Op 1700 meter hoogte en 600 meter diep in een berg, worden grote kamers uitgegraven. Zij vormen de uitbreiding op reeds bestaande ondergrondse hydro-elektrische centrales. Zo kan de capaciteit worden uitgebreid van 480 MW tot 1480 MW. Via een transportband die een hoogteverschil van 180 meter overbrugt met een zeer sterke hellingsgraad van 45 graden, worden vanuit een onderstation 500 ton steenpuin per uur getransporteerd. En dat gebeurt 24 uur per dag. De transportbanden worden aangedreven door industriële aandrijvingen van Nord.

Foto 1: Een industriële aandrijving van het type NORD SK 12407 drijft de onderste transportband aan.

Het uitbreidingsproject “Linthal 2015” zal 3 bestaande elektriciteitscentrales van een upgrade voorzien zodat het totale vermogen stijgt van 480 MW tot 1480 MW
In tegenstelling tot nucleaire en centrales die gebruik maken van rivierstromingen, kunnen deze hydro-elektrische centrales snel reageren op veranderingen in energievraag. Een optimaal samenwerken van deze 3 types van energievoorziening verzekeren een betrouwbare en betaalbare vorm van energie de klok rond.

‘Pumped storage’-centrales verzekeren energie op piekmomenten
In tegenstelling tot de pure opslagcentrales, kunnen de centrales van het type ‘pumped storage’ niet enkel op piekmomenten energie produceren, ze kunnen ook een teveel aan opgewekte elektriciteit opslaan en dit later gaan gebruiken op momenten dat er vraag naar is. De vraag naar energie op piekmomenten stijgt voortdurend in Europa. Naast de algemeen stijgende trend die het energieverbruik kent, is er nog een andere belangrijke reden hiervoor, namelijk de intensieve ontwikkeling van windenergie in de Europese kustgebieden. Deze factor zorgt voor een stijging van de zogenaamde stochastische energie, die afhankelijk is van de windcondities en daarom niet adequaat ingeschat kan worden.
Als windmolens tijdens periodes van laag verbruik toch veel produceren, kan het overschot gebruikt worden om water terug te pompen naar de hoger liggende reservoirs van de hydro-elektrische centrales. Als er een windstille dag volgt, kan deze hydro-elektrische centrale dan de energievoorziening op zich nemen.

De traditionele hydro-elektrische elektriciteitscentrales hebben een reservoir stroomopwaarts. Deze ‘pumped storage’-centrales daarentegen hebben een bijkomend lagergelegen reservoir. Als er elektriciteit gegenereerd wordt, vloeit het water uit het hoogste reservoir in een druksysteem. Zo worden turbines aangedreven die op hun beurt een motorgenerator aansturen. De opgewekte elektriciteit wordt in het net gepompt. Zodra het water door de turbines is gevloeid, wordt het opgevangen in het laagste reservoir. Als er een overschot aan elektriciteit is, kan dit overschot gebruikt worden om het water in de laagste reservoir terug naar het bovenste reservoir te pompen in afwachting van een stijging naar de vraag van elektriciteit.

De focus van het project ‘Linthal 2015’ ligt nu op de constructiewerken en het uitgraven van de ondergrondse centrale van de ‘pumped storage’ hydro-elektrische plant en het tunnelsysteem voor het water.

Een nieuwe, grotere dam op het hogergelegen meer zal het opslagvolume vergroten van 9 miljoen kubieke meter tot 25 miljoen kubieke meter. Uitbreidingswerken voor het bestaande reservoir staan ook op de planning. Op een hoogte van 1700 meter en 600 meter diep in de bergwand, worden in het hart van dit gigantische project grote kamers uitgegraven die de vier groepen van pompbesturingen zullen huisvesten. Deze vier groepen maken deel uit van de nieuwe elektriciteitscentrale Limmern
Het ondergrondse deel bestaat uit een 150 meter lange en 30 meter brede machinekamer met een maximale hoogte van 53 meter. Ook komt er een aparte transformaterruimte die ongeveer 130 meter lang, 20 meter breed en 25 meter hoog is. De graafwerken voor beide kamers zijn afgerond. Het werk vorderde snel door de intensieve 24u/24u, 7d/7d en 3-shiftregime. Elke dag werd ongeveer 800m³ rots- en steenafval uit de berg verwijderd. In totaal werd zo 2.445.000 m³ uit beide kamers gehaald.

Aandrijvingen voor transportbanden
In het centrale deel van het project “Linthal 2015” werden industriële aandrijvingen gebruikt. Twee S-transportbanden vervoeren 500 ton materiaal per uur over een afstand van in totaal 260 meter. De hellingshoek bedraagt liefst 45 graden, het hoogteverschil 180 meter.
Het afgegraven materiaal wordt getransporteerd naar een breekinstallatie. Deze transportband wordt aangedreven door een industriële motorreductor van Nord met een remcontrole installatie, die tegelijkertijd energie kan opwekken.
Op de tweede transportband wordt het materiaal uit de breekinstallatie weggevoerd naar de gravelfabriek, waar het opgeslagen wordt om later te verwerken in infrastructuurwerken of als basis voor beton voor muren en plafonds.
Deze transportband heeft een snelheid van 2,2 m/s en wordt aangedreven door 2 NORD industriëlemotorreductoren. Ze zijn gelegen links en rechts van de transportband en worden onderling verbonden door een gemeenschappelijke as. De aandrijvingen hebben een beschermingsgraad IP55 en hebben elk een vermogen van 250 kW.
De industriële motorreductoren voor dit enorme project werden ontwikkeld in overeenstemming met het UNICASE-principe, wat zijn deugdelijkheid reeds bewezen heeft. De UNICASE bestaat uit een behuizing uit één stuk, waarin alle lagerzittingen ondergebracht zijn. Dit is enkel mogelijk door het gebruik van state-of-the-art CNC-machines voor de productie van deze behuizingen.
Het concept vereist extreme precisie, stijfheid en sterkte. Er zijn geen op draaimoment belaste losse delen aan de tandwielkast zelf, zodat er geen invloed is van radiaalkrachten of van het ontwikkelde koppel van de motor.
Het UNICASE-principe is een compact design wat het mogelijk maakt om grotere lagers te kunnen monteren en waardoor een lange levensduur gegarandeerd wordt. De industriële aandrijvingen kunnen rechts of links gemonteerd worden.

Klantgerichte aandrijfoplossingen
De leverancier van de complete aandrijving was getriebau NORD AG uit Zwitserland, lid van de groep NORD DRIVESYSTEMS

Guido Eigenmann, Manager van Getriebebau NORD AG, Switzerland
legt uit: : "We verkopen niet alleen producten, maar zeker ook voordelen voor onze klanten. Daarnaast bieden we ook een allesomvattende service. Naast de inbedrijfsstelling voorzien we ook in een onderhoudscursus zodat onze klanten weet waarvoor hij moet uitkijken. Veel gebruikers willen niet enkel een aandrijving, maar een complete en functionele systeemoplossing. Wij voorzien in een oplossing op maat voor elke klant.”
De werken aan de centrale worden gedaan door Marti Technik AG, opgericht in 2002 en klant van Getriebebau NORD. Dit internationaal technologisch bedrijf is één van de vele dochters van de Zwitsere holding Marti Holding AG. Zij bieden op maat gemaakte oplossingen aan, voornamelijk in de sector van de ondergrondse werken. Ze zijn voornamelijk gespecialiseerd in het boren van tunnels, transportbandtechnologie, schakelapparatuur, constructiewerken en infrastructuurwerken. Ook de elektrische engineering kunnen ze op zich nemen.
Ernst Kuster, Hoofd Onderhoud en verantwoordelijk voor de transportbanden, is zeer tevreden met de NORD producten en service: “De samenwerking met Getriebebau NORD Zwitserland is mij zeer goed bevallen. Al onze wensen werden ingewilligd. Wat mij ook opviel is de leveringssnelheid.
Er lag slechts 10 weken tussen bestelling en levering. Bij andere leveranciers zijn vier tot vijf maanden geen uitzondering.
We zijn dus zeer tevreden want we hebben een goede kosten/baten verhouding, prima advies en ondersteuning waar nodig, levering op tijd en last-but-not-least, NORD levert hoge kwaliteitsaandrijvingen.”



Foto 2: Panoramisch zicht op de dam. Alle transportbanden met de NORD-drives bevinden zich ondergronds



Foto 3: Een NORD SK 12407 industriële motorreductor stuurt de laagst gelegen transportband aan.



Foto 4: Een NORD SK 12407 Motorreductor motor drijft laagst gelegen transportband aan.



Foto 5: De bovenste transportband beweegt naar beneden, terwijl de laagste band materiaal naar boven brengt



Foto 6: NORD SK 12407 industriële reductiemotor met remfunctie en energierecuperatie (bovenste transportband)

  Meer weten…