Het graven van sleuven is uit

Berlijn, 2 juli 2015: Op de energietop stemt de regeringscoalitie voor de uitbreiding van de hoogspanningslijnen. Een van de kernbeslissingen: de windenergie die in het noorden van het land wordt opgewekt, moet via nieuwe DC-lijnen naar het zuiden worden getransporteerd. En waar mogelijk moeten de 2.400 kilometer (1.491 mijl) hoogspannings-DC-transmissielijnen ondergronds worden gelegd.

Varel, 10 november 2017: Tobias Engel staat in de modder terwijl fijne ijzel op zijn helm valt. Het is koud en onherbergzaam - en er is veel activiteit om hem heen. Een negen meter lange vijzelpijp die aan een kraan hangt, staat op het punt in de bouwput te worden neergelaten. "Als deze pijp uit de weg is, hebben we de tweede pijplijn voltooid", zegt Engel. Hij is de R&D-projectmanager Utility Tunneling van Herrenknecht. Het bedrijf is gevestigd in Schwanau aan de rand van het Zwarte Woud en staat vooral bekend om zijn indrukwekkend grote tunnelboormachines. Samen met zijn collega's heeft Engel een techniek ontwikkeld die op het eerste gezicht niet indrukwekkend lijkt: E-Power Pipe®. Dit concept maakt het besluit van de Berlijnse regeringsvertegenwoordigers om hoogspanningsleidingen ondergronds aan te leggen haalbaar. Het is ook de reden dat Engel momenteel midden op een bouwplaats in Nedersaksen staat, want hier wordt E-Power Pipe® voor het eerst sinds de marktintroductie in gebruik genomen.

Terwijl hij over de bouwplaats loopt, legt Engel uit waarom E-Power Pipe® zo revolutionair is: “Bij de conventionele cut-and-cover-techniek moet eerst een 45 meter brede strook teelaarde worden verwijderd, gevolgd door de bodemlagen van het bijbehorende slootprofiel. Elke laag moet op een aparte stapel worden opgeslagen en daarna in dezelfde volgorde terug worden geschept als het werk klaar is. Dat maakt het een extreem kostenintensief proces met een enorme impact op de natuur”, legt hij uit. Met name dichtbevolkte gebieden en baanvakken met veel fysieke obstakels zoals woonwijken, beschermde water- en natuurgebieden en militair terrein vormen een uitdaging voor de planologen. Tot nu toe was er geen alternatief omdat de kabels net onder de grond, op een bepaalde afstand en zo nauwkeurig mogelijk over lange afstanden moeten worden gelegd. Alle eerdere sleufloze oplossingen voor ondergrondse kabels hebben gefaald vanwege kosten, veiligheid en tijdsproblemen. E-Power Pipe® zal hier naar verwachting verandering in brengen. “We zijn nu in staat om leidinglengtes van meer dan 1.000 meter (3.280 voet) te realiseren. Dit betekent dat we deze afstand in één keer kunnen boren op een diepte van slechts 1,5 meter (5 voet) onder de grond.

Schwanau, 10 november 2017: Als hij uit zijn kantoorraam kijkt, ziet Stefan Pabst weiden, velden en hoogspanningsleidingen. Die laatste zou in de toekomst dankzij zijn werk uit het landschap moeten verdwijnen. Stefan Pabst is procestechnisch manager voor Utility Tunneling bij Herrenknecht. Samen met zijn collega Michael Huser heeft hij de tunnelmachine uitgerust met de elektronica en software die nodig zijn voor de nieuwe techniek. Dit was geen sinecure, aangezien de buitendiameter van 490 millimeter (19 inch) weinig ruimte overliet voor de benodigde componenten. “Ook het gebrek aan ruimte voor de stroomvoorziening en datacommunicatie zorgde voor hoofdpijn. We moesten beide in één kabel passen met een diameter van minder dan 70 millimeter (3 inch)”, herinnert Pabst zich. Losse kabels waren niet aan de orde: “Als de nieuwe doorpersbuizen zijn geïnstalleerd, is een snelle en eenvoudige kabelkoppeling een must. Het duurt ongeveer twaalf minuten om een ​​pijp naar voren te duwen, en als het koppelen te lang duurt, verliezen we het voordeel van onze goede tunneltijd. Twee kabels zou te omslachtig zijn. Wat we nodig hadden, was een enkele, multifunctionele kabel”, zegt Pabst. Maar een kant-en-klare oplossing bestond niet. Dus nam hij contact op met Rainer Maier, de regionale verkoopmanager van HELUKABEL: "Ik vertelde hem dat we een kabel nodig hadden die 22 kilowatt op 690 volt kon verzenden, en dat die ook een datakabel moest bevatten", legt Pabst uit. Geen gemakkelijke taak: "De uitdaging om energie, gelijk aan de hoeveelheid die wordt gebruikt om twee huizen van stroom te voorzien, via een extreem kleine kabel over een afstand van 1500 meter (4.921 voet) te vervoeren, is geen eenvoudige zaak", merkt hij op.

Rainer Maier wist meteen dat een hybride kabel voor de stroom- en datatransmissie de oplossing was. "De schat aan ervaring die is opgedaan met eerdere gezamenlijke projecten maakte de taak gemakkelijker voor onze ontwikkelingsexperts in Windsbach", zegt hij. Met de focus op een kleine diameter ging het team aan de slag en presenteerde Stefan Pabst en Michael Huser al snel een eerste suggestie: een 25 vierkante millimeter (4 AWG) dwarsdoorsnede voedingskabel. “Maar toen veranderden de specificaties en was er meer stroom nodig, daarom heeft de huidige kabel nu een doorsnede van 35 vierkante millimeter (2 AWG). Door de intelligente indeling van de verschillende componenten konden we de diameter verder verkleinen”, meldt Maier. Dit heeft Herrenknecht enorm geholpen bij het ontwerp van de connector, zegt Stefan Pabst: “Omdat dit nog meer ruimte in beslag neemt, was de kleine kabeldiameter essentieel om de diameter van de connector onder de maximale 70 millimeter (3 inch) te houden.

De ontwikkelingspartners gingen ook stapsgewijs te werk met het componentontwerp van de datatransmissiekabel. "Aanvankelijk waren we van plan om twee datageleiders te hebben", legt de elektronica-ingenieur van Herrenknecht, Michael Huser, uit. “Eén voor navigatie en één voor controle. Toen we ons echter realiseerden dat we een nog preciezere besturing van de tunnelmachine nodig hadden, moesten we een tweede navigatiesysteem toevoegen, wat een extra geleiderpaar voor de CAN-bus betekende.” De experts van Windsbach hebben dit mogelijk gemaakt door een indrukwekkend compleet pakket te creëren met een vijfcomponenten kabel met een kleine diameter voor spanningen tussen 375 en 690 volt. Tegenwoordig voedt de HELUKABEL-oplossing de twee navigatiesystemen, de besturingseenheid en de boorkop, en zorgt tegelijkertijd voor een betrouwbare datacommunicatie tussen de machine en de bedieningsconsole. Huser en Pabst zijn tevreden samen met hun collega Tobias Engel in Varel. Daar trekt het vijzelframe de kabelbeschermbuis al in. Een ander deel van de zuidelijke route is zojuist voltooid.