Rottemerentunnel: eerste energieneutrale snelweg met tunnel op gelijkspanning ter wereld
Met 54 verschillende soorten technische systemen
GWW-Bouw - oktober 2023
Foto's - Vincent Basler
Op 13 oktober 2023 is er voor het eerst spanning gezet op de Rottemerentunnel. Een bijzonder moment voor Croonwolter&dros en de andere partijen in bouwcombinatie De Groene Boog, die in opdracht van Rijkswaterstaat de A16 Rotterdam met Rottemerentunnel aanlegt. Want niet eerder werd in de wereld zo’n grote gelijkspanningsinstallatie gebouwd. Om op voorhand de werking van de installaties en de besturing te kunnen testen, is van de tunnel een digitale kopie gemaakt, genaamd TWIN-16.
De Groene Boog is bedenker van de eerste energieneutrale snelweg met tunnel ter wereld. “Een tunnel is natuurlijk de grootverbruiker in zo’n tracé”, zegt Hans Pos, testmanager en bedenker van het hoofdontwerp samen met Michel van Baar. “Wij hebben daarom samen met Rijkswaterstaat het concept waarop tunnels in ons land worden gebouwd opnieuw tegen het licht gehouden en ons afgevraagd ‘klopt het nog met de laatste stand der techniek?’. Al vrij snel kwamen we tot de conclusie dat het beter kon, te beginnen bij de voeding. We hebben hier gekozen om zowel de weg als de tunnel te voeden met gelijkspanning (DC). Het merendeel van de elektrische systemen draait immers op gelijkspanning.”
Van AC naar DC
Wisselspanning (AC) wordt vooral gebruikt voor motoren (draaiende machines). “AC als voeding werd in het verleden gekozen omdat we daar hogere spanningen mee konden maken (trafo’s). Met de huidige techniek kan je ook op DC hogere spanningen maken voor het transporteren van energie”, zegt Hans Pos. En naarmate er meer opwekking uit zon en wind komt (DC-installaties) is het gebruik van wisselspanning steeds minder vanzelfsprekend. “In de ontwikkeling van woninginstallaties zie je hetzelfde gebeuren. Het huis van de toekomst krijgt een DC-installatie, zodat je je telefoon of laptop niet meer hoeft op te laden met een adapter. Dat maakt gelijkspanning bij veel systemen goedkoper en eenvoudiger. Ook LED-verlichting is daar een goed voorbeeld van en draait initieel op gelijkspanning. En laat verlichting nou net de grootste verbruiker zijn in een tunnel. Daarom hebben we op de A16 besloten om het anders te gaan doen, mede doordat de laatste stand der techniek ook toelaat om een betrouwbare en veilige DC-installatie te bouwen. Een DC-voeding levert niet alleen een besparing op in dikte van kabels, maar ook de energieverliezen worden gereduceerd.”
350 Volt-DC
Natuurlijk ging De Groene Boog niet over één nacht ijs bij zo’n ingrijpende beslissing. “We hebben veel onderzoek gedaan naar gelijkspanning”, zegt Peter Ottevanger, projectmanager inkoop en contractbeheersing tunneltechnische installaties bij De Groene Boog. “En zijn ook op zoek gegaan naar bedrijven en leveranciers in de markt met aantoonbare expertise in deze tak van sport. De verlichting is weliswaar allemaal LED, maar de DC-installatie in de tunnel is uitgelegd op 350 Volt-DC. Daarop moeten bestaande componenten, zoals de driver van bijvoorbeeld de LED-verlichting, aangepast worden. Uiteindelijk hebben we gekozen voor een leverancier met zo’n driver in het standaard assortiment die is aangepast voor onze DC-toepassing. En zo zijn we voor alle systemen op zoek gegaan naar de beste oplossing voor dit project.”
Ideale installatie/mix
Behalve gelijkspanning (DC) is er ook een gedeelte wisselspanning (AC) beschikbaar in de tunnel. Motoren van ventilatoren functioneren het beste op wisselspanning en ook de hulppostkasten vereisen een 230 Volt-AC wandcontactdoos voor de brandweer. “We hebben aan het begin van het traject heel duidelijk gesteld dat we de ideale mix van installaties willen bouwen met een voeding die klopt”, zegt Hans. “Systemen die op DC werken, bieden we op DC aan. Alle draaiende delen daarentegen werken het beste op AC, dus ook daarvoor bieden we een passende oplossing.” Weet overigens dat de ventilatoren pas gaan draaien in het geval van een calamiteit, dus het zijn verre van grootverbruikers.
TWIN-16
Je kan in het voortraject veel bedenken en op papier zetten, maar het moet uiteindelijk wel werken. Reden voor De Groene Boog om van de tunnel en alle installaties een digitale kopie te bouwen. “Alles wat we in het echt bouwen, is eerst digitaal in het TWIN-16-model gebouwd en getest”, legt Hans uit. “En daarin zijn we best wel ver gegaan. Alle 54 systemen zitten in dat digitale model, dat werd gekoppeld met de besturing en de bedienplek van de wegverkeersleider. Daarmee waren we in staat om de gehele besturing op voorhand te testen en alle scenario’s te simuleren.” Peter vult aan: “Behalve ‘digitale zekerheid’ over de werking van de installaties, hebben we ook de DC-installatie al vroegtijdig in het veld kunnen testen. Een deel van de A16 werd eerder in gebruik genomen als N209, waarvan de verlichting brandt op gelijkspanning. Als dat problemen had geven, dan was er nog voldoende tijd om zaken op te lossen voor de bouw van de tunnel, maar dat bleek niet nodig.”
Norm ombuigen
De A16 Rotterdam is volledig energieneutraal. De benodigde energie wordt opgewekt vanuit een drietal locaties met in totaal 11.000 zonnepanelen. “Verder is op alle mogelijke gebieden bekeken hoe we zoveel mogelijk energie kunnen besparen”, zegt Peter. “Je verwacht het misschien niet, maar juist op zonnige dagen is extra energie nodig. Dan moet de overgang naar de donkere tunnel zo klein mogelijk gemaakt worden en moeten lampen dus fel schijnen. In de tunnelmonden is daarom gekozen voor lichter asfalt dat beter reflecteert en de wanden zijn voorzien van een reflecterende coating, zodat minder licht nodig is voor hetzelfde effect. Verder is, na uitvoerig onderzoek in samenwerking met Rijkswaterstaat, de bestaande verlichtingsnorm, gebaseerd op armaturen uit 1960, aangepast. Dit maakt dat minder licht nodig hebben om de tunnel veilig te houden.”
Sinds 13 oktober 2023 staat er spanning op de Rottemerentunnel. “Tot eind december zijn we bezig met de inbedrijfstelling van de energievoorziening om vervolgens in het eerste kwartaal van volgend jaar het netwerk en de besturing live te zetten”, zegt Hans. “Daarna gaan we de deelinstallaties inbedrijfstellen en testen, gevolgd door een reeks integrale testen (Integral Site Acceptance Test iSAT). Als laatste worden de testen vanuit de verkeerscentrale in Rhoon uitgevoerd, maar dan zitten we al tegen eind volgend jaar aan of begin 2025. Dan neemt Rijkswaterstaat het van ons over. Rijkswaterstaat zal ook nog de nodige tests en oefeningen uitvoeren en de openingsvergunning aanvragen bij de gemeente Lansingerland. Allemaal stappen die nog nodig zijn om later in 2025 de A16 Rotterdam met Rottemerentunnel open te stellen voor verkeer”.
Tot eind december wordt er gewerkt aan de inbedrijfstelling van de energievoorziening.
Sinds 13 oktober staat er spanning op de Rottemerentunnel.