In 2022 viert de Cyclotron van Louvain-la-Neuve zijn 50e verjaardag. Doorheen die bijna vijf decennia is en blijft de Cyclotron een absolute technologische en wetenschappelijke referentie. Laurent Standaert, adjunct-verantwoordelijke van het platform Cyclotron Resource Centre (CRC) van UCLouvain doet het verhaal: “De Cyclotron deeltjesversneller van de UCLouvain is uniek in België.  De installatie wordt op grote schaal gebruikt voor onderzoek in kernfysica, maar wordt ook ingezet voor de ontwikkeling van neutrontherapie, een kankerbehandeling met behulp van neutronen.”

De Cyclotron is helemaal mee met de tijd en wordt ook vandaag nog steeds erkend als Europees centrum en als referentiecentrum van de ESA. Hiermee speelt de UCLouvain perfect in op de huidige noden van onderzoekscentra en universiteiten, maar ook van bedrijven in de hoogtechnologische sectoren.

Laurent Standaert: “We werken nauw samen met de lucht- en ruimtevaartindustrie, onder meer om de weerstand van sommige van hun elektronische componenten te testen. Waarom men een beroep doet op ons? Eenvoudigweg omdat we met de deeltjesversneller omstandigheden kunnen nabootsen die vergelijkbaar zijn met wat zich in de ruimte voordoet. We werken ook regelmatig samen met de biotechnologische en biomedische sector, voor wie we onder andere microporeuze membranen ontwikkelen.” 

Sinamics G120 UCLouvain Cyclotron

Het energieverbruik terugdringen

Een goed werkende Cyclotron verbruikt echter veel energie, voornamelijk om zijn koelcircuits van stroom te voorzien. En net om dat energieverbruik terug te dringen, ging het CRC in 2019 aan de slag met een project waarbij de frequentieregelaars van Siemens een prominente rol zouden spelen.

“Je moet weten dat de Cyclotron en vooral zijn elektromagneten veel thermisch vermogen genereren”, legt Laurent Standaert uit. “Het noodzakelijke koelsysteem dat door waterpompen wordt gevoed, is dan ook bijzonder energieverslindend. Om voor de hand liggende redenen van milieubescherming en energiekosten hebben we beslist om deze koelsystemen te renoveren.”

Het uitgangspunt van dit renovatieproject? De installatie van frequentieregelaars waarmee het vermogen van de motoren voor de koelpompen kan worden gestuurd. “We werkten met on-off motoren, die in realtime werden aangestuurd. Wanneer ze in dienst waren, verbruikten ze dus altijd hun maximaal nominaal vermogen, zonder enige regeling. De installatie van frequentieregelaars was dus de sleutel om deze werking nauwkeuriger af te stellen. Door op momenten dat er minder koeling nodig is enkel het noodzakelijke te verbruiken, konden we onze energievraag sterk verlagen.

Verfrissende ideeën en oplossingen

Dit belangrijke energiebesparingsproject werd volledig ontworpen en uitgevoerd door de teams van het CRC. In hun zoektocht naar de beste technische oplossingen hebben ze contact opgenomen met hun partner CEBEO, Siemens Approved Partner – Value Added Reseller. 

“CEBEO is één van onze vaste leveranciers”, legt Laurent Standaert. “De samenwerking verloopt prima en hun advies over materiaalkeuze is altijd degelijk. In het kader van dit project besloten we niet alleen frequentieregelaars te installeren, maar ook onze elektriciteitskasten te vernieuwen. CEBEO stelde voor om Sinamics G120 frequentieregelaars van Siemens te gebruiken voor onze verschillende watercirculatiepompen. We hebben trouwens ook een frequentieregelaar van dit type op de ventilator van onze koeltoren geïnstalleerd.

Om al deze gegevens bijeen te brengen en de veiligheidsparameters te kunnen controleren, kozen we voor een Simatic S7-1500 PLC van Siemens, met twee HMI’s om deze PLC’s te visualiseren en te controleren. De ene HMI bevindt zich in de pompzaal en de andere is ondergebracht in de controlekamer van de deeltjesversneller. Op die manier kunnen we alles vanop afstand monitoren. Deze Simatic PLC speelt een cruciale rol. We beheren hiermee niet alleen het waterniveau dat we in onze koelcircuits verbruiken, maar we kunnen ook de kleppen aansturen die de temperatuur van dat water regelen. Met andere woorden, deze PLC is een onmisbare schakel in het veiligheidsaspect van onze installatie.”

Waarom ging de voorkeur uit naar de apparatuur van Siemens?

Laurent Standaert: “Dat was een resolute keuze. In de eerste plaats omwille van de uniformiteit: we gebruikten immers al Siemens PLC’s in ons labo, maar ook omdat we heel tevreden zijn over hun oplossingen. Tijdens de installatie konden we trouwens vaststellen dat het programmeren van de PLC’s veel eenvoudiger is dan gedacht. We hebben de parameters volledig volgens onze specifieke behoeften kunnen instellen. De functionaliteiten zijn enorm uitgebreid, maar tegelijk is het systeem eenvoudig in gebruik.”

De voordelen zijn inderdaad legio: de Sinamics G120-frequentieregelaar is zeer intuïtief en eenvoudig in te stellen. De bediening en controle gebeuren centraal vanuit het TIA-platform. De keuze voor een totaalsysteem van Siemens betekent ook dat de diagnosestatus van alle onderdelen (frequentieregelaar, PLC, HMI) meteen kan worden weergegeven. Wat dan weer minder programmeerwerk en dus meer tijdswinst oplevert. Het systeem is ook zeer solide en energie-efficiënt. Denken we maar aan de harmonische demping dankzij de ingebouwde DC spoel, het geringe schijnbare vermogen door een hoge arbeidsfactor, de stroomvermindering bij gedeeltelijke belasting en de energiebesparende (ECO) modus.

Energie voor 150 huishoudens

De installatie en inbedrijfstelling verliepen in twee fasen: “Begin 2020 werd gestart met de installatie van twee frequentieregelaars. Ondanks de hinder door de coronacrisis was de energiebesparing overduidelijk. Daarom hebben we begin 2021 nog drie frequentieregelaars bijgeplaatst om de vijf verschillende koelcircuits met deze apparatuur uit te rusten. Onze initiële ambitie was om jaarlijks 400 MWh energie te besparen, wat ruw geschat overeenkomt met het jaarverbruik van 150 huishoudens. En zoals blijkt uit de cijfers van oktober 2021, liggen de resultaten in de lijn van die verwachtingen”, besluit Laurent Standaert.

Meer weten over energiebesparing met Sinamics-aandrijvingen? Ontdek de voordelen van de “Renovatie van de monitoring van het koelsysteem van de Cyclotron van UCLouvain” voor uw bedrijf.

De compacte en allround Sinamics G120 frequentieregelaar

Perfect gecoördineerde aandrijf- en motion technologieën:  https://new.siemens.com/be/nl/products/aandrijftechnologieen.html

TIA Portal: het automatiserings- en engineeringsplatform met intuïtieve visualisering waarop alle componenten geïntegreerd zijn

Energiebesparing met Sinamics aandrijvingen: https://new.siemens.com/us/en/products/drives/sinamics-electric-drives/low-voltage-drives/lv-drives-topics/energy-efficiency.html

Artikel Cebeo: Cyclotron van UCLouvain energiezuiniger dankzij Siemens frequentieregelaars: https://www.cebeo.be/nl-be/inspiratie/projecten/cyclotron-uclouvain-siemens-frequentieregelaars

https://www.cebeo.be/nl-be/siemens

Contact

Contacteer industrie.be@siemens.com voor meer informatie over ” energiebesparing en renovaties van de monitoring van een koelsysteem ” of voor een vrijblijvend gesprek over de mogelijkheden voor uw bedrijf.