Boor- en heisystemen veranderen in dataverzamelaars
Volgens de laatste cijfers van Solar Power Europe, de vereniging van Europese ondernemingen in de hele keten van de solar-sector, blijven de verwachtingen rond zonne-energie nog steeds hooggespannen. Om die verwachting in te kunnen lossen, is het belangrijk om te blijven investeren in de bouw van zonneparken en dat laatste kan sneller, goedkoper en veiliger dankzij 3D-machinebesturing.
Door Brian Choi
In het rapport van december 2020 ‘EU Market Outlook for Solar Power, 2020–2024’ geeft de organisatie aan dat 2020 ondanks de Covid-19-pandemie een sterk jaar was voor zonne-energie in de EU, met een stijging van 11 procent of 18,2 GW aan door zonlicht opgewekte elektriciteit in 2020. Hiermee was 2020 het op één na beste jaar voor de vraag naar energie uit zonnepanelen. De verwachting is daarnaast dat de vraag ook de komende jaren zal stijgen. Of die positieve verwachtingen kunnen worden ingevuld, hangt van een aantal zaken af. Uiteraard moeten de investeringen op peil blijven, maar ook moet de aanleg de vraag kunnen bijhouden. De aanleg van zonneparken ondergaat een technologische transformatie, met name gericht op grotere efficiëntie en productiviteit.
Bulldozers en graafmachines
Om aan de vraag te blijven voldoen en de steeds strakkere deadlines te kunnen honoreren, stapt een groeiend aantal aannemers die aan zonneparken werken over op het gebruik van technologie die in andere sectoren wordt toegepast om daar workflows te optimaliseren. Een voorbeeld is (3D-)machinebesturing op bulldozers en graafmachines, dat al wordt toegepast door aannemers om zowel de productiviteit en de nauwkeurigheid, maar ook de veiligheid van medewerkers te vergroten.
Door automatische controle toe te passen op een bulldozer krijgt de machine de functionaliteit om volautomatisch een horizontale lijn te volgen zoals een stoeprand, breuklijn, middenstreep van een weg of de onderzijde van een helling, zonder hulp van de bestuurder. Dankzij augmented reality krijgt de bestuurder op een scherm in de cabine informatie over de actuele hoogte, de hoeveelheid die afgegraven of opgehoogd moet worden, de gewenste hellingsgegevens en andere referentiepunten. Hiermee kan hij of zij exact volgens de plannen en vereiste specificaties werken. Door dergelijke systemen toe te passen in de aanleg van zonneparken, maar dan specifiek op boor- en heisystemen, veranderen deze machines van puur functioneel gereedschap in dataverzamelende systemen.
Het 3D-voordeel
De aanleg van zonneparken kent veel repeterende taken — meten, plannen, gaten boren, palen zetten en panelen installeren. Maar ondanks dit repeterende karakter, moet het werk nauwkeurig worden uitgevoerd, zodat de panelen maximaal daglicht vangen, op de juiste hoogte en onder de juiste hoek staan, eventueel vrij kunnen bewegen en de opbrengst per oppervlakte zo hoog mogelijk is. Fouten corrigeren is kostbaar en tijdrovend.
De laatste paar jaar zijn steeds meer aannemers geautomatiseerde 3D-boor- en heitechnologie gaan testen en toepassen, met indrukwekkende resultaten. TerraSmart, een Amerikaanse aanbieder van solar, werkt met vijf grondboormachines uitgerust met het 3D Trimble Drilling System om zo snel en accuraat mogelijk duizenden boorpalen te plaatsen voor de installatie van racks met PV-panelen.
In maar vier maanden tijd boorden de teams van TerraSmart op een project meer dan 62 duizend gaten. Ze wisten het boorwerk in de rotsbodem dankzij de machines met Trimble 3D-technologie, af te ronden in de helft van de tijd die het ze had gekost met traditionele middelen. Daarnaast konden ze de nauwkeurigheid verbeteren door het systeem compleet af te stemmen op de bodemcondities. Het resultaat was dat de afwijking van de plaatsing van de boorgaten overal binnen de gestelde tolerantie van slechts 1,27 centimeter bleef.
Met behulp van een Trimble Robotic Total Station kon het team van TerraSmart de hoogte van de poten van de boormachine aanpassen aan de steeds wisselende bodemhoogte. Op deze manier wisten ze de vereiste toleranties qua hoogte, plaatsing en 1 procent verticale afwijking van de poten te bereiken.
On board zichtbaarheid
Op een meer recent project gebruikte McCarthy Building Companies Trimble Groundworks op een GAYK-heimachine met hydraulisch blok bij de aanleg van een 160 hectare groot industrieel zonnepark. Het team paste Trimble Business Center toe, software die landmeetkundige data combineert tot CAD-tekeningen die gelezen kunnen worden door een heimachine. Het heiplan omvatte de paallengte, hoogteverschillen, vereiste hoogte van wallen en de uitlijningen. Nadat de tekeningen waren geëxporteerd naar het Trimble Piling System, werden de plannen zichtbaar op de on-board displays om zo het heien makkelijker te maken. Daarbij kon ook direct worden vergeleken of de realisatie overeenkwam met de plannen, zowel in 2D als 3D.
Door 3D-machinebesturing toe te passen, wist deze aannemer de inzet van mankracht in de voorbereiding en uitvoering met meer dan 50 procent terug te dringen en de teamgrootte te verkleinen van 12 naar 3 à 4 personen. Daarbij kregen de medewerkers het voor elkaar om de palen zo’n 10 procent sneller te plaatsen, met grotere nauwkeurigheid, ondanks dat het weer stevig tegenzat. Het engineering team viel het daarbij op dat de palen nauwkeuriger waren geplaatst dan voorheen met de hand gebeurde.
3D-Machinebesturing
Naast de toepassing op steeds meer gebieden, zoals nu de aanleg van zonneparken, is 3D-machinebesturing zelf ook in ontwikkeling. Zo biedt Trimble Groundworks 3D-besturing zowel besturing van de masthoek als de boordiepte, door de machine automatisch te laten stoppen als de juiste diepte is bereikt. De technologie is ontwikkeld om bestand te zijn tegen trillingen en schokken die met het boor- of heiproces gepaard gaan. Voor meer gebruiksgemak beschikken de systemen over extra grote displays met grote iconen, zodat deze ook in het volle zonlicht goed te zien zijn. Voor grotere efficiëntie en omdat zonneparken nogal eens op afgelegen locaties worden aangelegd, is de integratie van de systemen in het veld met de systemen op kantoor van essentieel belang.
De voordelen van 3D-machinebesturing in hei- en boorwerk hebben zich in de praktijk bewezen bij de aanleg van grootschalige zonneparken. Het belang van de efficiencywinst zal onder druk van de markt alleen nog maar groeien in de komende jaren.
