Offshore knikarmkraan in de schemering, met één kabelpart van de kraantip naar zee

Actieve heave-compensatie (AHC)

Hoe een actief systeem de beweging van het schip meet en de last in tegengestelde richting beweegt, en wanneer u dit nodig hebt in plaats van een passieve heave-compensator.

Door Peter Wang, COO · oktober 2025 · bijgewerkt september 2026 · 10 min leestijd

Kort samengevat

Actieve heave-compensatie (AHC) houdt een hangende last op een vaste hoogte ten opzichte van de zeebodem terwijl het schip heave-, slinger- en stampbewegingen maakt.
De meeste AHC-systemen zijn ingebouwd in de kraan of lier. Bij inline AHC bevindt de actieve unit zich onder de haak in het lastpad.
Het systeem kan meer beweging wegnemen dan een passieve veer, maar heeft vermogen, sensoren en een regelaar nodig. Er blijft altijd enige beweging over.
De meeste passages door de spatzone en onderzeese hijsoperaties worden uitgevoerd met passieve of adaptief-passieve heave-compensatie. Actieve regeling is zinvol als een passieve unit de doelwaarde voor restbeweging niet haalt.

Actieve heave-compensatie (AHC) houdt een hangende last stabiel terwijl het schip beweegt. Een bewegingsreferentie-eenheid (MRU) meet de heave-, slinger- en stampbewegingen van het schip. Een regelaar berekent daaruit de beweging van de kraantip. Een aangedreven actuator, meestal de kraanlier, viert en haalt de kabel in zodat de last op dezelfde hoogte ten opzichte van de zeebodem blijft. AHC wordt gebruikt voor onderzeese installatie en plaatsing, ROV- en pijplegwerk en andere hijsoperaties waarbij de last in een bewegende zee stil moet blijven.

Hoe actieve heave-compensatie werkt

Elk AHC-systeem doorloopt vele malen per seconde dezelfde regelkring:

Meten. De MRU meet de heave-, slinger- en stampbewegingen van het schip. De MRU staat zelden bij de kraantip, dus de regelaar gebruikt de ingemeten hefboomarmen om de beweging van de tip zelf te berekenen. Zie bewegingsreferentie-eenheden.
Voorspellen en aansturen. De aandrijving heeft tijd nodig om te reageren. Daarom filtert de regelaar het signaal en voorspelt hij doorgaans de beweging een fractie van een seconde vooruit. Vervolgens stuurt hij de actuator aan om over dezelfde afstand in tegengestelde richting te bewegen.
Bewegen. De lier viert kabel wanneer de kraantip stijgt en haalt kabel in wanneer deze daalt. In een inline systeem doet een cilinder in het lastpad hetzelfde. Een positiesensor op de trommel of cilinder sluit de regelkring.
De referentie vasthouden. Het doel is normaal gesproken aardvast: de last blijft op dezelfde hoogte ten opzichte van de zeebodem. Voor plaatsing laat de operator de last langzaam zakken terwijl de AHC de golfbeweging wegneemt.

Figuur 1. Twee posities voor de actieve aandrijving. Bij A, viert de kraanlier kabel en haalt die weer in op basis van het MRU-signaal (doorgetrokken pijlen: signaal en opdracht; stippelpijl: terugkoppeling van de trommelpositie). Bij B, heeft een inline unit onder de haak eigen sensoren, regeling en accu; een gasveer draagt het gewicht en een actieve cilinder beweegt tegen de beweging in. In beide gevallen blijft de nuttige last op een vaste hoogte ten opzichte van de zeebodem.

Typen actieve heave-compensatie

AHC-systemen verschillen in de plaats van de actuator in het lastpad en in de manier waarop deze wordt aangedreven.

Configuratie	Werking van de compensatie	Typische toepassing	Waarop te letten
Lier-AHC, elektrisch	Elektromotoren draaien de liertrommel om bij elke golf kabel te vieren en in te halen.	Offshore- en onderzeese kranen, installatieschepen.	Piekvermogen van de aandrijving, energieterugwinning, opwarming van de motor gedurende de bedrijfscyclus.
Lier-AHC, hydraulisch	Hydraulische motoren op de trommel, vaak met accumulatoren die energie opslaan en terugleveren.	Offshorekranen, A-frames en lanceer- en bergingssystemen.	Pompdebiet, accumulatorcapaciteit, koeling.
Cilinder- of schijf-AHC	Een hydraulische cilinder verplaatst een schijf in het kabeltraject en verandert zo de kabellengte zonder de trommel te draaien.	Inbouw in bestaande kranen en lieren.	Dekruimte, inschering, cilinderslag.
Inline AHC, boven water	Een actieve unit onder de haak, met eigen sensoren en voeding.	Kranen zonder ingebouwde AHC.	Vrije hoogte onder de haak, slag, energievoorraad aan boord.
Inline AHC, onder water	De inline unit werkt op diepte, dicht bij de nuttige last.	Plaatsing in diep water, waar de rek van de lange kabel van belang is.	Diepteclassificatie, onderzeese voeding en regeling.

VEGA, de actieve heave-compensator van ND, heeft een inline ontwerp: VEGA-T voor gebruik boven water komt eerst, VEGA-S voor onderzees gebruik volgt later.

Wat het resultaat beperkt

Een actief systeem neemt nooit alle beweging weg. Wat overblijft, hangt af van vier factoren:

Vertraging. De tijd tussen meting en beweging: filtering door de sensor, de regelaar en de reactie van de aandrijving. Hoe langer de vertraging, hoe meer de voorspelling moet opvangen.
Snelheid. Hoe snel de actuator kan bewegen en van richting kan veranderen. Korte, steile golven stellen de hoogste eisen.
Slag, kracht en vermogen. De actuator moet de volledige beweging van de kraantip volgen binnen zijn slag- en kabelsnelheidsgrenzen en bij die snelheid de vereiste kracht leveren.
De kabel en de last. Een lange kabel rekt en een last in water krijgt toegevoegde massa. Op diepte kan de nuttige last anders reageren dan de haak die door de AHC wordt geregeld.

Leveranciers geven prestaties op als compensatieverhouding of resterende heave bij een opgegeven golfperiode en amplitude. Vergelijk cijfers alleen op dezelfde basis: dezelfde periode, amplitude en hetzelfde meetpunt.

Waarom een inline ontwerp met gasveer weinig vermogen nodig heeft

Een aandrijving die het volledige gewicht van de last draagt, moet op het snelste punt van elke golf ongeveer gewicht × heave-snelheid leveren. Voor 100 t onder een kraantip met een heave-beweging van ±1 m elke 10 s is de pieksnelheid ongeveer 0.63 m/s. De aandrijving heeft dan circa 0.6 MW, zelfs als een groot deel van die energie bij de neergaande beweging wordt teruggewonnen.

In een inline ontwerp met gasveer draagt de gasveer het statische gewicht. Terwijl de stang beweegt, levert de actuator alleen het verschil tussen veerkracht en gewicht, maximaal ongeveer 37 kN in hetzelfde geval van 100 t. Het mechanische piekvermogen daalt tot 11.6 kW, en tien uur ononderbroken compensatie vraagt in het ideale geval netto 22.1 kWh uit de accu (rekenvoorbeeld hieronder). Daardoor kan een inline actieve unit op een accu werken, zonder umbilical.

Actief, adaptief-passief of passief?

Alle drie beperken de beweging die de last bereikt. Ze verschillen in hun werking en wat ze nodig hebben.

Eigenschap	PassiefRIGEL, CYGNUS	Adaptief-passiefANTARES	ActiefVEGA, in ontwikkeling
Wat de last draagt	Gasveer	Gasveer	Gasveer, met een actieve cilinder
Hoe de beweging wordt beperkt	Een soepele veer isoleert de last van de kraantip; de demping wordt aan dek ingesteld.	Hetzelfde principe, met demping en gasvulling die tijdens de hijsoperatie automatisch worden aangepast.	Meet de beweging en beweegt de last in tegengestelde richting.
Sensoren en voeding	Geen externe voeding. RIGEL: geen. CYGNUS: kleine accu, geen umbilical.	Sensoren aan boord; accu, geen umbilical.	MRU en regelaar; grote accu, geen umbilical.
Restbeweging	Afhankelijk van hoe goed de veer en demping passen bij de zeetoestand.	Blijft laag wanneer last, diepte en zeetoestand veranderen.	De laagst haalbare restbeweging, binnen de grenzen voor vertraging, snelheid en slag.
Meest geschikt voor	De meeste passages door de spatzone en onderzeese hijsoperaties.	Hijsoperaties met meerdere stappen, wisselende lasten en diepten, snelle hijsoperaties.	Situaties waarin een doelwaarde voor restbeweging of plaatsing niet passief kan worden gehaald.

Passieve en adaptief-passieve units hebben geen externe voeding, umbilical of regelsysteem aan boord van het schip nodig en vergen minder onderhoud dan een actief systeem. Actieve regeling is zinvol als de doelwaarde voor restbeweging, de plaatsingstolerantie of langdurig werk op diepte van een project niet op die manier haalbaar is. De vergelijking tussen actieve en passieve heave-compensatie bespreekt de afwegingen, en de keuzehulp koppelt een hijsoperatie aan een geschikte unit.

In ontwikkeling

VEGA, de inline actieve heave-compensator van ND

VEGA combineert actieve cilinderregeling op basis van een MRU met automatische dempingsregeling. Een grote accu aan boord levert de energie, zodat geen umbilical of externe voeding nodig is. VEGA-T voor gebruik boven water komt eerst, daarna volgt VEGA-S voor onderzees gebruik.

Ontwerpdoelen: SWL 75–2,500 t, slag 2.5–6.0 m.

Bekijk VEGA →

Rekenvoorbeeld voor een inline AHC van 100 t

De situatie: een nuttige last van 100 t in lucht, gecompenseerd door een inline AHC met gasveer die tien uur lang een sinusvormige beweging van ±1 m met een periode van 10 s volgt (3,600 cycli). Verhouding gasvolume tot olievolume $R = 10$ (gasvolume ÷ verplaatst olievolume), maximale slag 4 m, ideaal adiabatisch stikstof ( $\gamma = 1.4$ ); 90 % aandrijfefficiëntie van accu tot actuator en 50 % terugwinning in de accu van de arbeid die de gasveer teruglevert.

Resultaat	Waarde	Betekenis
Mechanisch piekvermogen	11.6 kW	Bepaalt de grootte van de aandrijving: een vermogen, geen energie
Accu-energie naar de aandrijving	40.2 kWh	Over 10 h; daarvan bereikt 36.2 kWh de actuator bij een aandrijfefficiëntie van 90 %
Teruggewonnen in de accu	18.1 kWh	De helft van de 36.2 kWh die de gasveer teruglevert
Netto accu-energie	22.1 kWh	Bepaalt de accucapaciteit, vóór wrijving, hulpverbruikers en reserve

Figuur 2. Eén golfcyclus uit het rekenvoorbeeld, getekend op basis van het onderstaande model. In A, piekt de actuatorkracht wanneer de zuiger stilstaat, een kwart cyclus na de pieksnelheid. In B, is vermogen gelijk aan kracht × snelheid en wisselt het dus elk kwart van een cyclus van teken. In de doorgetrokken vlakken voegt de aandrijving energie uit de accu toe; in de gearceerde vlakken levert de gasveer dezelfde hoeveelheid terug, 36.2 kJ per golf, waarvan volgens de aanname 50 % wordt teruggewonnen.

Het model en de vergelijkingen

Beweging van de actuator, met amplitude $\zeta = 1\ \text{m}$ , periode $T = 10\ \text{s}$ en $\omega = 2\pi/T$ :

S(t) = \zeta\cos\omega t, \qquad \dot{S}(t) = -\zeta\omega\sin\omega t

Actuatorkracht ten opzichte van de draagkracht in de middenstand van de slag, voor een ideale adiabatische gasveer:

F(t) = m g \left[ \left( \frac{S_0}{S_0 – S(t)} \right)^{\gamma} – 1 \right]

S_0 = S_{\max}\,(R – 0.5)

Het mechanische vermogen is $P(t) = F(t)\,\dot{S}(t)$ . Positief vermogen is arbeid van de aandrijving; negatief vermogen is arbeid die voor terugwinning beschikbaar is. Afzonderlijk geïntegreerd over de tien uur:

\begin{aligned} W_{\text{drive}} &= \int \max(P, 0)\,\mathrm{d}t = 130.2\ \text{MJ} \\ W_{\text{return}} &= \int \max(-P, 0)\,\mathrm{d}t = 130.2\ \text{MJ} \end{aligned}

\begin{aligned} E_{\text{batt}} &= \frac{W_{\text{drive}}}{\eta_{\text{drive}}} – \eta_{\text{regen}}\,W_{\text{return}} \\ &= \frac{130.2}{0.90} – 0.50 \times 130.2 \\ &= 79.6\ \text{MJ} = 22.1\ \text{kWh} \end{aligned}

Een ideaal geval voor een eerste beoordeling: wrijving, gedrag van reëel gas, hulpverbruikers en gedetailleerde pomp-, motor- en accukarakteristieken zijn buiten beschouwing gelaten. Een CONSTELLATION simulatie van de hijsoperatie modelleert deze voor een echt project.

Veelgestelde vragen

Wat is actieve heave-compensatie?

Actieve heave-compensatie (AHC) houdt een hangende last op een stabiele hoogte terwijl het schip beweegt. Een bewegingsreferentie-eenheid meet de scheepsbewegingen, een regelaar berekent de beweging van de kraantip en een aangedreven actuator, meestal de lier, viert en haalt kabel in om die beweging te compenseren.

Wat is het verschil tussen actieve en passieve heave-compensatie?

Een passieve heave-compensator gebruikt een gasveer om de last te isoleren van de beweging van de kraantip; voor de compensatie zelf is geen externe voeding nodig. Een actieve heave-compensator meet de beweging en beweegt de last in tegengestelde richting. Daarmee kan hij meer beweging wegnemen, maar hij heeft voeding, sensoren en een regelaar nodig. Een adaptief-passieve unit zit daartussen: passieve lastondersteuning die tijdens de hijsoperatie automatisch wordt aangepast met een accu aan boord.

Neemt actieve heave-compensatie alle beweging weg?

Nee. Vertraging in meting en regeling, de snelheid, slag en het vermogen van de actuator en de rek van een lange kabel zorgen allemaal voor restbeweging. Prestaties worden opgegeven als compensatieverhouding of resterende heave bij een opgegeven golfperiode en amplitude. Vergelijk cijfers daarom op dezelfde basis.

Wat heeft een actief heave-compensatiesysteem nodig?

Een bewegingsreferentie-eenheid, een regelaar, een actuator met positieterugkoppeling (een lieraandrijving of cilinder) en een voeding. Kraan- en liersystemen halen hun energie van het schip; een inline unit zoals VEGA heeft een eigen accu.

Hoeveel vermogen vraagt actieve heave-compensatie?

Als de aandrijving de volledige last draagt, is het piekvermogen ongeveer gewicht × heave-snelheid: circa 0.6 MW voor 100 t onder een kraantip met een heave-beweging van ±1 m elke 10 s. Een inline ontwerp met gasveer levert alleen het verschil met de veerkracht: hetzelfde geval vraagt in het ideale model ongeveer 11.6 kW op de piek en 22.1 kWh over tien uur.

Wanneer kies ik actieve in plaats van passieve compensatie?

Wanneer een passieve of adaptief-passieve unit de doelwaarde voor restbeweging of plaatsing van het project niet kan halen, bijvoorbeeld bij een plaatsing met een kleine tolerantie of langdurig vasthouden op diepte. De meeste passages door de spatzone en onderzeese hijsoperaties worden passief uitgevoerd.

Overweegt u actieve compensatie voor uw operatie?

Stuur ons de nuttige last, de zeetoestand en wat de last op de zeebodem moet doen. Wij geven aan of passieve, adaptief-passieve of actieve compensatie past en beoordelen de hijsoperatie met CONSTELLATION, onze dienst voor hijssimulaties.

Stuur uw hijssituatie →

Uitgangspunten en bronnen

DNV-RP-N202 Heave-compensatiesystemen, aanbevolen praktijkrichtlijn van DNV, editie 2024-06. Behandelt het ontwerp, de verificatie en de werking van heave-compensatiesystemen.
DNV-ST-0378 Offshore- en platformhijsmiddelen, de norm waarop het ontwerp en de classificatie van ND-heave-compensatoren zijn gebaseerd.
Rekenvoorbeeld: ND-model voor een eerste beoordeling met de hierboven vermelde invoer; resultaten afgerond op één decimaal.
De specificaties van VEGA zijn ontwerpdoelen en kunnen tijdens de ontwikkeling veranderen.