CMMS en onderhoud van hydro-elektrische dammen

Zaterdag 01 januari 2022

Als u een speler bent op de waterkrachtmarkt, door de installatie van hydro-elektrische stuwdammen of de exploitatie en het onderhoud van dergelijke structuren, neemt u deel aan de strijd voor het milieu en het welzijn van de samenleving.

Waren de eerste stuwdammen aan het eind van de 19e eeuw bedoeld om water op te slaan voor de bevolking, tegenwoordig is hun belangrijkste functie de opwekking van elektriciteit. Het werkingsprincipe van hydro-elektrische stuwdammen doet denken aan de watermolens die vóór de christelijke jaartelling in Europa werden opgericht. Sinds hun ontstaan zijn deze infrastructuren zich blijven ontwikkelen en spelen zij een essentiële rol bij de ontpoldering van de planeet. Om ervoor te zorgen dat de zeer zware investeringen die zij tijdens de bouwfase vergen, volledig worden benut, is het van essentieel belang uit te blinken in het onderhoud van hun structuur en van de technische installaties en apparatuur die zij herbergen. Zoals bij alle hernieuwbare energiebronnen is de rol van CMMS essentieel. Hoe past software voor onderhoudsbeheer in de hydro-elektrische sector? Wat zijn de voordelen ervan? Na een korte presentatie van deze sector, die van essentieel belang is voor de productie van koolstofvrije energie, zullen wij een eerste antwoord geven op deze vragen.

De sector hydro-elektrische stuwdammen

Hydraulische energie is een van de hernieuwbare energieoplossingen waarbij geen broeikasgassen vrijkomen. Door het grote rivierennetwerk is het een energiebron met een groot potentieel voor implementatie en exploitatie. Of het nu zwaartekrachtdammen, boogdammen of stuwdammen zijn, hun reservoirs maken de opslag van grote hoeveelheden water mogelijk. De kracht die door de val van het water wordt opgewekt, zal turbines doen draaien en elektrische dynamo's aandrijven. Op die manier wordt de kinetische energie van het water omgezet in elektrische energie om het elektriciteitsnet van de wereld van energie te voorzien.

Volgens de International Hydropower Association (IHA) is de omvang van de waterkrachtsector in de wereld sinds 1995 meer dan verdubbeld. Het is gegroeid van 625 GW tot meer dan 1.300 GW in 2021, met inbegrip van 25,5 GW in Frankrijk. Uit een studie van het Internationaal Energieagentschap (IEA) van mei 2021 blijkt dat de wereld tegen het midden van de eeuw 2.600 GW waterkrachtcapaciteit nodig zal hebben. Een verdubbeling van het aantal planten zou helpen de wereldwijde temperatuurstijging onder de 1,5 graden Celsius te houden.

Waterkracht levert niet alleen schone, betaalbare en betrouwbare elektriciteit, maar helpt ook te voorzien in onze behoefte aan water, irrigatie en beheersing van overstromingen en droogte. Ondanks het grote potentieel is het van belang rekening te houden met bepaalde milieueffecten. Deze variëren naar gelang van de grootte van de dammen, die vaak zeer groot zijn, en ook naar gelang van hun ligging. Hydro-elektrische stuwdammen die op een natuurlijke waterval zijn geïnstalleerd, hebben veel minder impact op hun omgeving dan stuwdammen met een door de mens aangelegd reservoir. Dit kan leiden tot migratie van bevolkingsgroepen, onder- en vervolgens over-oxygenatie van het water bij het vrijkomen ervan, en een verstoring van het evenwicht in het ecosysteem.

Momenteel zijn er tal van oplossingen die tijdens de bouw worden toegepast of die na de bouwfase kunnen worden toegevoegd, die doeltreffend blijken te zijn om dit milieueffect te voorkomen. Met name sluizen en afwateringskanalen worden aangelegd om de migratie van bepaalde vissoorten of sedimenten, en zelfs de doorvaart van kano's mogelijk te maken. Er zij op gewezen dat de milieunormen die moeten worden nageleefd, tegenwoordig veel strenger zijn. Ondanks deze aanpassingsbehoeften die nieuwe uitdagingen creëren, is de mondiale toekomst van waterkracht veelbelovend, omdat waterkracht enorme hoeveelheden energie kan leveren en een antwoord kan bieden op de milieustrijd waarin de samenleving als geheel verwikkeld is voor het welzijn van de planeet.

De exploitatie van waterstromingen is een veilige en duurzame waarde. Om de productie van een waterkrachtcentrale te optimaliseren, zullen we nu kijken naar het belang van het onderhoud van uw apparatuur.

Onderhoud van hydro-elektrische dammen

De bouw van een dergelijk hydro-elektrisch produktiecentrum kan tot 10 jaar in beslag nemen. De werking ervan moet enkele eeuwen kunnen duren. Het is dan ook overbodig te wijzen op het belang van de kwaliteit van de bouw van de stuwdam en de waterkrachtcentrale tijdens de project- en de bouwfase en op de kwaliteit van het onderhoud tijdens de exploitatiefase. Op die manier verlengt u de levensduur van uw installaties en verhoogt u tegelijk uw productie. U zult hiervan profiteren om uw veiligheidssysteem en uw milieu-impact op peil te brengen.

Hoewel uw gebouw minstens 100 jaar kan meegaan, is het mogelijk dat de elektrische componenten slechts tussen 10 en 25 jaar meegaan. Het zal belangrijk zijn alle belemmeringen voor de efficiëntie van uw installaties weg te nemen voordat er grotere problemen ontstaan. We zullen zien dat er een wisselwerking is tussen uw initiële uitgaven, de exploitatiekosten en de onderhoudskosten. Een goed doordachte installatie zal uw reparaties vergemakkelijken: voldoende ruimte voor de montage en demontage van onderdelen in het laadperron en in de turbinehal.

Het onderhoud zal worden toegespitst op de waterdichtheid van de dam en de waterleidingen, de mogelijke erosie van de turbines en de beveiliging van het elektrisch systeem (dynamo, transformator en transmissielijnen). Deze ingrepen kunnen acrobatisch werk vereisen om beton- of harsinjecties uit te voeren. Ook kan worden overgegaan tot het versterken van de damconstructie met koolstofstrips of het aanbrengen van betonconstructies, aangepast aan de bijzondere eisen van de civiele bouwkunde.

Dit onderhoud, hoewel het duur kan zijn, is van essentieel belang om te voorkomen dat uw productie wordt stopgezet of, in het ergste geval, dat er een ongeval gebeurt. Er zij op gewezen dat deze centrales werken met water onder hoge druk. Dit zal uw structuur op lange termijn verzwakken, vandaar het belang van verstandig onderhoud. Het behoeft geen betoog dat de veiligheid van een waterkrachtcentrale een permanente prioriteit moet zijn.

Gezien de enorme hoeveelheden water die in de gecreëerde reservoirs worden opgeslagen, bestaat er altijd een risico op een ramp als een structureel probleem niet wordt onderkend en geanticipeerd. Zo kan het falen van de stuwdam van Malpasset in 1959 in Frankrijk, waarbij 423 slachtoffers vielen, of het falen van de stuwdam van Bouzey in 1895, waarbij 87 doden vielen, worden toegeschreven aan constructiefouten in verband met een slechte verankering in de bodem, terwijl het falen van de Taumsauk-dam in 2005 in de Verenigde Staten rechtstreeks kan worden toegeschreven aan exploitatieproblemen, d.w.z. een gebrekkige betrouwbaarheid en werking van de sensoren, zonder dat er sprake is van een externe natuurlijke oorzaak. In het laatste geval vielen er geen slachtoffers. Continuïteit van de produktie en veiligheid zijn de twee hoofdbekommernissen van de afdeling onderhoud van de dam, ongeacht de kosten.

Om de technologische vooruitgang op het gebied van O&M (Operations and Maintenance) ten volle te benutten, zal een efficiënte CMMS-software, aangepast aan de beperkingen van de hydro-elektrische sector, van belang zijn.

De bijdrage van CMMS voor de hydro-elektrische sector

Allereerst, en zelfs als we ervan overtuigd zijn dat dit acroniem geen geheimen meer voor u heeft, is het belangrijk te onthouden dat CMMS een Computer-Aided Maintenance Management systeem is. De belangrijkste functionaliteiten van een CMMS zijn: beheer van locaties en activa, beheer van herstellingsinterventies (reactief onderhoud), planning van gepland onderhoud (preventief onderhoud), nalevingsbeheer, beheer van reserveonderdelen, beheer van voorschriften en elektronische formulieren zoals inspecties en risicobeoordelingen, beheer van onderaannemers, toezicht op de operationele kosten.

De software maakt de integratie en exploitatie van historische gegevens mogelijk. De prestaties van uw apparatuur worden geëvalueerd, evenals de voorspelling van mogelijke storingen. Het doel is altijd storingen te voorkomen die kunnen leiden tot het stilvallen van productiediensten en aanzienlijke financiële verliezen.

De gegevens worden verzameld, gedeeld, gearchiveerd en zichtbaar gemaakt voor uw technische teams en externe partijen. Automatisch omgezet in analyseerbare informatie, die de besluitvorming vergemakkelijkt in het licht van de beoogde problemen. U ziet een verbetering van uw algemene prestaties en optimaliseert de efficiëntie van uw activa: de tijd tussen defecten of MTBF (Mean Time Between Failures) wordt verlengd, de tijd om te herstellen of MTTR (Mean Time To Recovery) wordt verkort. De efficiëntie van de onderhoudsploeg neemt toe. U bespaart tijd die u kunt besteden aan de toepassing van de milieunormen die in uw inrichting zijn ingevoerd.

Met name dankzij CMMS-instrumenten verzamelen veel autoriteiten informatie om de werking van waterkrachtcentrales te verbeteren. Zij bestuderen de doeltreffendheid van het beheer binnen hun omgeving en de duurzaamheid met betrekking tot de in de reservoirs opgeslagen soorten (vis en sedimenten). De studie van hydraulische, geotechnische en seismische risico's, alsmede de analyse van de veiligheid, de faalwijzen en de efficiëntie van opslagfaciliteiten, maken de omgeving van hydro-elektrische stuwdammen tot een omgeving die sterk in ontwikkeling is.

Conclusie

Zoals we hebben gezien, is preventief, voorspellend en evolutief onderhoud een belangrijke troef in de waterkrachtsector. Hoewel uw activa goed zijn vervaardigd, is damdesign vandaag de dag nog steeds in ontwikkeling. Uw vooruitziende blik bij de bouw en de exploitatie, en het regelmatige onderhoud van uw uitrusting zullen uw rendement op de investering snel doen toenemen. Uw dam en uw personeel worden dan ingezet om tot een geoptimaliseerde productie te komen.

Op die manier optimaliseert u uw reeds hoge potentieel om uw productie te verhogen en uw kosten te verlagen. Er zij op gewezen dat in de meeste situaties de ongeplande uitgaven het duurst zijn. Goede ondersteuning bij het onderhoud en regelmatige opleiding zullen u in staat stellen verder te gaan en uw bedrijf als elektriciteitsleverancier te ontwikkelen. Op die manier houdt u de overheid, de klanten, de samenleving in haar geheel, maar ook de planeet tevreden.

Er staat zoveel op het spel voor de continuïteit van de werking van een waterkrachtinstallatie, dat het voor de hand ligt dat de grootste aandacht moet worden besteed aan de permanente instandhouding ervan in bedrijfsomstandigheden. Om dit onderhoud te optimaliseren, ontkomt de sector er niet aan een geavanceerde CMMS-oplossing in te voeren die aan alle behoeften van de onderhoudsafdeling voldoet en die snel kan worden toegepast door alle spelers: technici, externe onderaannemers, directie, ingenieurs, enz.

Om te ontdekken hoe CMMS een essentiële bondgenoot is van hernieuwbare energieën, nodigen wij u uit de artikelen te lezen :

Terug naar artikelen