Plug-and-play energiemodule voor de bouw, infra én (solar)industrie

Met de klimaatdoelstellingen van 2050 in het vooruitzicht stappen steeds meer bouw-, installatie- en infrabedrijven over van brandstofgestookt naar hybride of emissieloos materiaal en materieel. Niet alleen omdat zij dit zelf ambiëren, maar ook omdat gemeenten, provincies en andere opdrachtgevers hierom vragen. “Projecten worden steeds vaker gegund op basis van de Economisch Meest Voordelige Inschrijving, waarin naast prijs ook duurzaamheid leidend is”, weet Ronald van den Berg, Sectorspecialist Bouw, installatie en infrastructuur bij Top Systems. “Hier spelen wij bijvoorbeeld op in met de PowerBlock; een energiemodule die plug-and-play in iedere bouwplaatscontainer geplaatst kan worden en vervolgens dienst doet als standalone 3-fase energiemodule (3×5 t/m 3×15 kVA) of hybride systeem.”

Dankzij de PowerBlock kan tot 90% bespaard worden op de draaitijd van de generator, wat resulteert in 90% minder uitstoot van stikstof, CO2, zwavel, roetdeeltjes en andere fijnstof uit uitlaatgassen. Geluidsoverlast voor de omgeving wordt tot een minimum beperkt en er kan flink bespaard worden op brandstof(kosten) en onderhoud. Bovendien wordt de levensduur van de generator aanzienlijk verlengd.

De PowerBlock is verkrijgbaar in verschillende uitvoeringen. “Aan de basis van de energiemodule liggen drie Victron Quattro omvormer/ladercombinaties van 5 t/m 15 kVA met twee stroomingangen (generator en netspanning) en een 14,4 tot 86,4 kWh accupakket van MG Energy Systems”, aldus Van den Berg. “Het accusysteem wordt 24/7 door een MG Master Battery Management Controller beschermd en bewaakt tegen overladen, overmatig ontladen en te hoge/te lage temperaturen. Ook zorgt de Battery Management Controller voor een juiste balancering van de accu’s en volgt ze belangrijke parameters zoals batterijstatus en energieverbruik. Een Victron Cerbo GX communicatiemodule voorziet in de besturing en monitoring, terwijl een Victron Cerbo GX Touch 50 touchscreen bedieningspaneel alle waarden voor de operator realtime inzichtelijk maakt. De PowerBlock is uitgerust met een eigen internetverbinding waarmee de waarden eenvoudig op afstand en via het Victron Remote Management portaal kunnen worden uitgelezen en bewaakt. Een geïntegreerde kachel zorgt er bovendien voor dat de lithium-ion-accu’s niet teveel afkoelen.”

Bovenop de bouwplaatscontainer kunnen zonnepanelen worden aangebracht, die overdag de accu’s voeden. Een Victron SmartSolar MPPT zonne-laadregelaar in de PowerBlock zet de opgewekte zonne-energie om in laadstroom voor de accu’s. Naar wens kan de PowerBlock tevens ingezet worden als noodstroomsysteem en voor Peak Shaving.

Verantwoordelijk voor de engineering en bouw van de PowerBlock energiemodules is Power Modules B.V. Deze firma ontwikkelt tijdelijke en plug-and-play energiesystemen, in combinatie met een accupakket, voor alle plekken waar geen stroom beschikbaar is. Betrouwbaarheid, degelijkheid en een veilige bediening staan hierbij voorop. “Dankzij hun compacte afmetingen kunnen de PowerBlocks moeiteloos worden ingepast in grote én kleine bouwplaatscontainers”, vertelt technisch ontwikkelaar Thomas Bode. “De modules kunnen aan vier zijden met de heftruck worden opgepakt en/of met behulp van hijsogen naar de juiste locatie worden gehesen. Omdat de in- en output-stekkers slechts op één manier in elkaar passen, worden aansluitfouten voorkomen. Direct na aansluiting kan de installatie worden ingeschakeld en is de PowerBlock operationeel. Groot voordeel is bovendien dat de module slechts één bedienzijde heeft.”      

De PowerBlock energiemodules zijn initieel ontwikkeld voor plaatsing in de bouwplaatscontainer en dus niet waterdicht. Voor bouw-, installatie- en infraprojecten is dit geen probleem. Maar er zijn ook sectoren waar buitenopstelling gewenst is, zoals de solarindustrie. Een bekende speler in deze markt is KiesZon, dat sinds 2009 (groot)zakelijke zonnestroomprojecten realiseert. “KiesZon staat voor het verduurzamen van Nederland. Wij zijn mede vormgever van de solar revolutie”, vertelt Operationeel Manager Joost de Vogel. “Met deze gedachte in het achterhoofd, is het heel gek dat we voor de verduurzaming van gebouwen en/of de aanleg van zonnepanelenvelden nog gebruik moeten maken van hybride of dieselgeneratoren. Bijvoorbeeld om onze bouwplaats én bouwprocessen te voeden. In nauwe samenwerking met Pauls B.V. hebben we hier een alternatief voor ontwikkeld.”

Voor de realisatie van haar projecten maakt KiesZon onder meer gebruik van de elektrische bouwkranen, verreikers en generatoren van Pauls B.V. Sinds kort is hier een op maat gemaakte PowerBlock aan toegevoegd: de SunBlock. “Zonnepanelen zijn duurzaam, maar de aanleg ervan in de meeste gevallen (nog) niet”, vertelt Paul Peters, eigenaar van Pauls B.V. “Toen ik hoorde van de wens van KiesZon om zonnepanelen in te pluggen op de hybride generator, heb ik geopperd om een aanbieding te maken die veel verder gaat dan dat. Mijn ambitie was om een accugebaseerd energiesysteem te ontwikkelen, die 100% op zonne-energie kan draaien. Een systeem waarop grote aantallen zonnepanelen aangesloten kunnen worden, zodat écht het verschil wordt gemaakt. Voor de uitwerking heb ik contact gelegd met Top Systems.”

Samen met KiesZon heeft Pauls B.V. de technische specificaties voor de SunBlock energiemodule geformuleerd. Bijvoorbeeld ten aanzien van geïnstalleerd vermogen en accucapaciteit. “Uitgangspunt was om circa anderhalve dag op 100% zonne-energie te kunnen werken”, vertelt De Vogel. “De accu’s moeten voldoende energie kunnen leveren voor het ketenpark, de bediening van de elektrische bouwkranen én het opladen van de handgereedschappen. Een fijne toevoeging is de laadpaalaansluiting, waardoor onze uitvoerders op het werk hun auto kunnen opladen met 100% zelfopgewekte stroom.” Peters zocht bovendien naar een durabel en goed beveiligd systeem, waarmee huurders en monteurs probleemloos kunnen werken. “Ook moest de kast er mooi en uitnodigend uitzien”, vertelt hij. “Waar generatorkasten vaak vierkant zijn, hebben wij gekozen voor de vorm van een huisje, waarbij de zonnepanelen op het dak duidelijk zichtbaar zijn. Dit wekt namelijk de nieuwsgierigheid van passanten én heeft een positieve uitwerking op het duurzame imago van de partij die het zonproject realiseert.”

De SunBlock energiemodule is van meet af aan opnieuw ontworpen, in nauwe samenwerking met Top Systems, benadrukt Bode. “De grootste aanpassing betreft de omkasting. Gekozen is voor een gepoedercoate stalen omkasting met een gegalvaniseerde onderbak, waardoor corrosie en roestvorming worden voorkomen. Bovendien is een uitgebreide klimaatbeheersing toegevoegd. In navolging van de kachel is een ventilator met uitgebreide ventilatieregeling geïnstalleerd, waarmee vraaggestuurd in de gewenste koeling wordt voorzien. Ook wordt condens in de kast zo voorkomen. Lamellenroosters zorgen ervoor dat regeninslag niet aan de orde is, terwijl een speciaal filter vervuiling van de installatiecomponenten tegengaat.”

Alle systeemcomponenten zijn aan de lengtezijde van de energiemodule gemonteerd, terwijl aan de kopzijde de in- en uitgangen van de AC-stromen zijn voorzien, vertelt Bode. “Hier is tevens een afsluitbare deur toegevoegd, om inbraak en vandalisme tegen te gaan. Aan de andere kopzijde is een opslagvak voor kabels en zwerfkasten gecreëerd, waarop de zonnepanelen met behulp van een standaard MC4-stekker kunnen worden aangesloten. Dankzij de zwerfkasten worden de zonnepanelenstrings efficiënt opgedeeld. Een belangrijke feature, omdat de MPPT zonne-laadregelaars een maximaal vermogen van 250 Volt kunnen doorgeven.”

In de module zijn drie Victron SmartSolar MPPT zonne-laadregelaars van 100 Ampère voorzien, met de mogelijkheid om uit te breiden naar vijf. Het geïnstalleerd vermogen bedraagt 50 kVA. “Om in dit vermogen te voorzien, hebben we een multisysteem ontwikkeld met een 3-fase module van 45 kVA en een 1-fasesysteem van 5 kVA. Het accupakket telt acht accu’s, met een gezamenlijke capaciteit van 57,6 kWh. Naar wens kan dit accupakket worden uitgebreid tot maximaal twaalf accu’s (86,4 kWh). Bovendien kunnen nog twee zonne-laadregelaars (11,6 kWp) worden toegevoegd.”

De SunBlock is in oktober 2020 in gebruik genomen. Als eerste project is de energiemodule ingezet op een veldproject in Puttershoek, met ruim 66.000 panelen. Op dit moment staat het energiesysteem op Zonnepark Batendijk in de gemeente Berkelland, waar ca. 17.000 zonnepanelen komen. “Voor ons is de SunBlock een groot succes in de route naar een duurzame en CO2-neutrale toekomst”, benadrukt De Vogel. “Op beide projecten zien we een enorme reductie van ons dieselverbruik.”

Op projecten waar geen stroomvoorziening aanwezig is, combineert KiesZon de SunBlock nog altijd met een generator, die gedurende de eerste weken de accu’s voedt. “Hierdoor ontstaat direct een hybride systeem”, aldus Peters. “In plaats van volcontinu te draaien, slaat de generator alleen (kort) aan wanneer de accu’s hun kritieke grens bereiken.” De Vogel: “Op onze veldopstellingen leggen we zo snel mogelijk een stuk van het veld aan of maken we een proeftafel met panelen, die we direct op de SunBlock aansluiten. Hierdoor neemt de inzet van de generator steeds verder af, totdat hij alleen nog dienst doet als back-upvoorziening.” 

Ook bij dakgebonden systemen legt KiesZon zo snel mogelijk een eerste dakdeel aan, zodat de netaansluiting vervangen kan worden door 100% zelfopgewekte stroom. “Wanneer de zon schijnt, kan tot 17 kW/h uit de zonnepanelen worden gehaald om de accu’s op te laden”, aldus Van den Berg. “Dit betekent dat dagelijks circa 70 kW aan zonne-energie kan worden opgewekt.”

Op dit moment zijn KiesZon en Pauls B.V. het eerste project aan het evalueren. Want waar zijn nog optimalisaties gewenst? Peters: “Op korte termijn wordt nog een tijdsklok toegevoegd, zodat verwarming, airconditioning en verlichting in de bouwketen niet onnodig ’s nachts aan blijven en de opgewekte zonne-energie nog efficiënter kan worden benut.” De Vogel: “In de toekomst willen we de SunBlock graag doorontwikkelen naar een systeem specifiek voor dakprojecten, waar we wat minder verbruik hebben. Maar ook naar een zwaarder systeem voor grote(re) projecten in de wintermaanden. Kortom: deze SunBlock is slechts het begin….”