Leroy-Somer realiseert aandrijving van innovatief kabelbaansysteem in Brest

Sinds 19 november 2016 geeft een kabelbaansysteem in Brest een impuls aan de stedelijke mobiliteit in deze Franse stad. Twee gondels, die elk plaats bieden aan maximaal 60 personen, leggen met een in potentie nauwelijks noemenswaardig energieverbruik een afstand af van meer dan 400 meter over de rivier Le Penfeld. De bedrijven Bartholet France en Seirel, ondersteund door Leroy-Somer, tekenden voor deze technologische wereldprimeur.

Brest Métropole wil de stad heroriënteren rond de oevers van Le Penfeld. Met een kabelbaansysteem over deze rivier kunnen de commerciële banden tussen beide kanten worden versterkt. Het transportsysteem verbindt over een afstand van 420 meter het stadscentrum met de nieuwe wijk Capucins, die is gebouwd op 16 hectare van een voormalige militair terrein. De unieke en innovatieve structuur van het kabelbaansysteem, waarbij de twee gondels elkaar via een ‘fly-over’ systeem kruisen, is wereldwijd als eerste toegepast.

In plaats van elkaar op hetzelfde niveau te passeren zoals bij traditionele kabelbanen, kruisen de twee gondels boven elkaar, en komen ze op hetzelfde platform aan. Dit ontwerp heeft als resultaat dat het kabelbaansysteem en de stations compacter kunnen worden uitgevoerd, en er minder bouwgrond nodig is, wat leidt tot lagere civieltechnische kosten. Dit voordeel weegt extra zwaar in een stedelijke omgeving waar de ruimte immers beperkt is. Deze innovatieve aanpak maakte het ook mogelijk om het Capucins stationsgebouw, dat de beschermstatus heeft van nationaal historisch monument, volledig in oorspronkelijke staat te behouden. Voor de oversteek is één grote stalen pyloon gebouwd, die mooi past in de omgeving van scheepswerven en hijskranen. Elke gondel is bevestigd aan twee draagkabels met een diameter van 50 mm en een trekkracht van 88 ton. Het effect van contragewicht, dat je normaliter bij kabelbanen in de bergen aantreft, is in dit geval niet aan de orde omdat de gondels gelijktijdig bewegen over het grootste deel van de route.


Laag energieverbruik

Eén van de door Brest Métropole opgelegde uitdagingen was het implementeren van een oplossing met een laag energieverbruik. Het idee was dan ook om de remenergie terug te geven aan het net, maar energie exploitanten zijn nog niet zover dat ze systematisch alle vormen van stroom weer in hun netwerk kunnen opnemen. Het wettelijk kader biedt deze mogelijkheden bijvoorbeeld wel voor overtollige stroom bij zonne-energieproductie, maar biedt nog geen soelaas wanneer het systeem stroom tijdens zeer korte cycli gebruikt en afgeeft, zoals dat in Brest het geval is. Derhalve is op dit moment voor de oplossing gekozen om de energie die vrijkomt bij het dalen van de gondels op te slaan in hoge-capaciteit batterijen en die energie te hergebruiken voor de daaropvolgende stijging.

Het project werd gegund aan Bartholet France voor het kabelbaansysteem, en aan Seirel, expert op het gebied van elektrische apparatuur en de veiligheid van de automatisering, voor het kabelbaantransport "We hebben contact gelegd met meerdere leveranciers, maar alleen Leroy-Somer had de vereiste ervaring met dit soort toepassingen, en was ook nog eens in staat om alle benodigde elektromechanische componenten te leveren", vertelt Thomas Savin, project manager bij Seirel Automatismes.

Het hart van het systeem, de aandrijving van de trekkabels, is voorzien van twee nieuwste generatie Leroy-Somer IMfinity LC 315 asynchrone motoren (300 kW, 1500 rpm, 460 V) met vloeistofkoeling, die zijn geassembleerd als master-slave op dezelfde as. Deze configuratie voorziet in de extra optie van redundantie, omdat één van de twee motoren toereikend is om in geval van storing de werking van het systeem bij lage snelheid voort te zetten. De motoren worden geregeld door twee Leroy-Somer Powerdrive MD2S omvormers, die op hun beurt worden gevoed door Powerdrive MD2R Active Front End gelijkrichters die zijn aangesloten op het elektriciteitsnet. Een DC-omzetter, ook uit het assortiment van Leroy-Somer, maakt management mogelijk van de M65V385F supercondensatoren, die zijn ontwikkeld door Blue Solutions (Bolloré Group). Deze supercondensatoren zijn speciaal ontworpen om te voldoen aan de behoefte aan hoge vermogens binnen industriële toepassingen. Inspelend op de meest veeleisende functionele specificaties, laden en ontladen ze in slechts een paar seconden en gaan ze enkele honderdduizenden cycli mee.

"Deze prestatie zou niet mogelijk zijn geweest zonder de expertise van Leroy-Somer op het gebied van project engineering", stel Guillaume Bourgoint, marketing applications manager bij Leroy-Somer. "Vanuit een enorm scala aan motoren en frequentieregelaars op basis van verschillende technologieën, zijn wij in staat om onze klanten op maat gemaakte oplossingen te bieden op het gebied van aandrijf- en automatiseringssystemen. Het koppelen van de stille IMfinity LC motor aan de Powerdrive MD2 omvormer voor vermogen op maat, was voor ons de meest voor de hand liggende oplossing gegeven de specificaties en restricties van deze toepassing."

"We waarderen Leroy-Somer voor het delen van haar expertise en de hulp tijdens de ontwerpfase van het project met een oplossingsgerichte aanpak. Bovendien vormde voor ons het hebben van slechts één aanspreekpunt voor alle aandrijfcomponenten een perfecte garantie in een zo baanbrekend project. Wij wilden specifiek één leverancier voor de motoren en hun regelaars. Van oudsher maakten we gebruik van een ander merk omzettter, maar het configureren van de Powerdrive MD2 van Leroy-Somer bleek kinderspel te zijn", vult Thomas Savin aan.

In het geval van netspanningsuitval kan een noodstroomvoorziening worden ingeschakeld, die gebruik maakt van een elektrische generator met een Leroy-Somer LSA 44,3 lage-spanning wisselstroomgenerator, om de gondels terug te brengen naar de stations. Veiligheid is tot in de kleinste details onderzocht om bescherming tegen elk mogelijk gevaar te kunnen waarborgen.

"Dit is de eerste keer dat een kabelbaansysteem een oplossing voor energieterugwinning heeft op basis van batterijen. Deze prestatie laat zien dat ons bedrijf in staat is om zich te positioneren op meer complexe projecten, en zal ongetwijfeld een bron van inspiratie vormen voor andere projecten over de hele wereld", zegt Nicolas Chapuis, Managing Director bij Bartholet France.

Stil en compact

"Een andere uitdaging bij het project was dat de beschikbare ruimte voor het installeren van de motoren in de onmiddellijke nabijheid van de passagiers was. Baanbrekende industriële vormgeving bij dit project leidde er toe dat de motoren achter een glazen behuizing op slechts een paar centimeter afstand te zien zijn. De apparatuur moest dus stil en compact zijn, niet alleen om er zo goed mogelijk mee te kunnen werken, maar ook voor het comfort van de passagiers. Ook op dit gebied onderscheidde Leroy-Somer zich ten opzichte van de concurrentie, met de IMfinity LC motor oplossingen", vult Nicolas Chapuis aan.

De IMfinity LC asynchrone motoren met vloeistofkoeling zijn tot 25% kleiner dan luchtgekoelde motoren met gelijkwaardig vermogen. Ook het geluidsniveau ligt 10 tot 20 dB lager, waardoor ze veel minder snel of zelfs helemaal geen geluidsoverlast zullen veroorzaken. Dit voordeel heeft alles te maken met het hoge rendement van het koelcircuit dat het motorsysteem volledig omgeeft. Het betrouwbare ontwerp en de Premium IE3 energie-efficiëntie maken de LC tot één van de meest populaire motoren in het IMfinity assortiment. "De LC-serie, die verkrijgbaar is van 150 kW tot 1,5 MW, is ideaal voor alle gevallen waarin de motor dichtbij de operators of gebruikers van de toepassing is geplaatst. De motor voldoet aan de steeds grotere behoefte aan akoestisch comfort rond machines en installaties, niet alleen voor teams op de werkvloer, maar ook voor gebruikers in de buurt", vertelt Guillaume Bourgoint.

Aanzienlijke voordelen

De route die de gondels afleggen is bijzonder geschikt voor het systeem van energieterugwinning, omdat het vertrek- en aankomstpunt ongeveer op dezelfde hoogte ligt. In eerste instantie wordt energie gebruikt om het hoogste punt te bereiken, de pyloon in het midden. Zodra dit punt is bereikt, kan tijdens de afdaling de vrijgekomen remenergie in het batterijsysteem worden opgeslagen. Op de terugweg kan deze cyclus weer worden herhaald, waarbij de energie uit de batterijen kan worden gebruikt om de top op de pyloon weer te bereiken. Dit resulteert in een aanzienlijke verlaging van de energiekosten.

“Dit resultaat kan worden gebruikt als voorbeeld voor andere industriële toepassingen, zoals heffen", stelt Thomas Savin. "De theoretische energiebesparing is meer dan 90%, maar het belangrijkste obstakel om dit te bereiken zit hem momenteel nog in de supercondensatoren. In dit project hebben we ze zo gedimensioneerd dat ze ongeveer de helft van de benodigde energie kunnen opslaan. Dat alleen vergt al een investering van € 200.000. Ik voorzie dat deze kosten in de nabije toekomst snel zullen dalen.

Bijschriften :


De IMfinity LC motor van Leroy-Somer drijft de trekkabels aan.


Typeplaatje van de geïnstalleerde motor.


De Powerdrive MD2 frequentieregelaars worden gebruikt in drie bedrijfsmodi: regeneratieve AFE, motoromvormer en DC/DC-omvormer met management van de energieopsla.


Overzicht van de stroomvoorzienin.


Een patrijspoort in de bodem van de gondel biedt passagiers uitzicht onder de route van de kabelbaan

  Meer weten…