Elektrificatie… Digitalisering… Monetarisering…
Mark van de Waal | 6 november 2025
Met slimme energievoorzieningen naar meer productiviteit voor havenkraanbedrijven
Als je buik dikker wordt, heb je een nieuwe broek nodig. Hetzelfde geldt voor havens over de hele wereld. Moderne containerschepen zoals de Ever Ace zijn 400 meter lang, 62 meter breed en kunnen bijna 24.000 containers vervoeren. De grotere broek is in dit geval een grotere ship-to-shore (STS)-kraan, die de containers laadt en lost. Een gigantisme dat havens over de hele wereld voor uitdagingen stelt. De prestaties van een kraan zijn namelijk rechtstreeks afhankelijk van het elektrificatiesysteem. Tegelijkertijd is een storingsvrije continue werking zeven dagen per week, 24 uur per dag vereist. Bij weer en wind, hoge UV-belasting, schommelende temperaturen en zoute lucht. Aangezien er verschillende stroomvoorzieningsopties zijn, kan het moeilijk zijn om een beslissing te nemen over het juiste systeem.
Traditionele energievoorzieningsoplossingen bereiken steeds meer hun grenzen
Een stroomvoorzieningssysteem dat vaak voor brugkranen wordt aangeboden, is een open of geïsoleerde stroomrail. Deze horizontale metalen geleiders voorzien de kraan van stroom via stalen of koperen geleiderails langs de baan of brug. Stroomrails zijn echter beperkt wat betreft de vormen van energie die ze kunnen leveren. In een stroomrailsysteem heeft elke geleider of mast zijn eigen geleiderails en stroomafnemers nodig. Slangen en andere soorten leidingen moeten door een apart systeem worden geleid. Bovendien stellen ze onbeschermde stroomleidingen bloot aan de omgeving, wat problematisch kan zijn in toepassingen die in de buurt van zout water zijn geïnstalleerd of waar chemische dampen voorkomen.
In het verleden was het antwoord daarom meestal ‘festoons’ of ‘festooning’, d.w.z. hangkabelpakketten die vanwege hun uiterlijk zijn vernoemd naar het Engelse woord voor slinger. Festoons bestaan uit vrijhangende kabels met geïntegreerde staalkabels voor trekontlasting. De leidingen hangen meestal onbeschermd aan de kraan en worden door extra aandrijvingen dynamisch bewogen, d.w.z. in- en uitgeschoven. Een belangrijk nadeel van festoons is dat ze bij winderige omstandigheden in het havenbekken verstrikt kunnen raken, wat kan leiden tot onverwachte stilstand. Door de ophanging in kabelogen is bovendien de benodigde leidinglengte enorm.
Energievoorzieningen van hoogwaardig kunststof worden steeds meer de norm voor havenkranen
Een elektrificatiesysteem dat deze problemen oplost en in de meeste toepassingen tegelijkertijd een hoger vermogen kan leveren, is een kabelrups-systeem. Kabelrupsen worden vaak de levensader van moderne machines genoemd. Het zijn zeer sterke kabelgoten van kunststof die kabels die voortdurend in beweging zijn betrouwbaar beschermen. Het ontwerp is modulair en kan aan een groot aantal toepassingen worden aangepast. In tegenstelling tot systemen van staal zijn kabelrups-systemen van kunststof ontworpen om slijtage en corrosie te weerstaan. Kunststof vermindert ook het gewicht en biedt trillingsdempende eigenschappen. Ook de benodigde ruimte wordt door kabelrupsen aanzienlijk verminderd. Door de kortere kabellengte en het wegvallen van het kabelstation ontstaat extra ruimte die kan worden gebruikt voor de installatie van aanvullende cybernetische en sensorische systemen. Zo kunnen schakelkasten op de kraanwagen worden gemonteerd en kunnen indien nodig krachtigere aggregaten worden geïntegreerd.
Juist in het tijdperk van Industrie 4.0 worden deze sensorische of digitale systemen steeds belangrijker om de toenemende concurrentiedruk het hoofd te kunnen bieden met een betere productiviteit. Energietoevoersystemen van igus maken bijvoorbeeld zogenaamd voorspellend onderhoud mogelijk. Met behulp van de i.Sense-bewakingssensoren kan de toestand van de rupsschakels continu worden doorgegeven aan de communicatiemodule i.Cee:plus. Door het gebruik van i.Cee kunnen gebruikers vertrouwen op onderhoud op basis van gebruik en toestand, waardoor de intervallen tussen de afzonderlijke inspecties kunnen worden verlengd. Onderhoud is pas nodig als het systeem een overeenkomstig signaal geeft. Exploitanten van havenkranen kunnen met behulp van het i.Cee-systeem de beschikbaarheid van de installaties aanzienlijk verhogen. Bedrijfsvakanties en andere geplande stilstandstijden worden automatisch meegenomen in de levensduurberekening door i.Cee en de prognose wordt voortdurend gecontroleerd door middel van sensoren.
Moderne sensortechnologie in combinatie met intelligente algoritmen beloven optimale productiviteit
Als intelligent preventief onderhoudssysteem bestaat i.Cee uit drie niveaus: sensoren, hardware en gegevensverzameling/-analyse. De software vormt het hart van het systeem. Deze zorgt voor een intelligente, op de toestand gebaseerde en individuele berekening van de levensduur en continue bewaking van de energievoorziening in de haven. De i.Cee-software berekent de levensduur van de polymeercomponent op basis van de werkelijke belasting. Dat werkt als volgt: bij het opstarten van de machine of de software wordt de levensduur vergeleken met de algoritmen van de actuele online levensduurcalculator. De handmatig geregistreerde omgevings- en bewegingsgegevens worden overgenomen, de dubbele slagen en/of kilometerstanden worden doorgegeven aan de software. Deze rekent de gegevens om in dagen. Dit resulteert in de levensduur tot de aanbevolen vervanging, uitgaande van de veronderstelde bewegingsgegevens bij 24/7 gebruik en constante invloed van de maximale omgevingsgegevens.
De intelligente kabelrupsen van igus worden al gebruikt op de scheepswerfkranen van de Chinese scheepsbouwer Waigaoqiao Shipbuilding Co. Ltd. (SWS). Ze zijn qua afmetingen vergelijkbaar met 30 verdiepingen tellende wolkenkrabbers. En ze zijn zelfs bestand tegen tyfoons. “Sinds de levering werkt het energietoevoersysteem van igus probleemloos en vereist het slechts minimaal onderhoud”, zegt Zhang Quan, hoofd van de ontwikkelingsafdeling van SWS. “Hierdoor hebben we enorm veel mankracht en materiaal bespaard.” Een leuk neveneffect: door het principe van rollen in plaats van glijden daalt het benodigde aandrijfvermogen met 57 procent. In tijden van explosief stijgende energieprijzen is dat een niet te onderschatten voordeel. Een ander voorbeeld is de haven van Norfolk / Virginia. Hier werd al in 2002 een STS-kraan van Festooning omgebouwd naar een kabelrups-systeem. De prestaties en onderhoudsvriendelijkheid van het systeem hebben de havenbeheerder zo overtuigd dat alle nieuwe STS- en andere havenkranen (RTG-, RMG- en ASC-kranen) alleen nog maar met igus kabelrupsen worden geleverd.