02:08
30-01-2015

Windenergie: beton, staal of beide!

Windenergie is een groeiende markt en de windturbines zelf worden steeds groter. In de huidige grootste commerciële windturbines kunnen alleen al in een enkel blad, met een gewicht van 34 ton, negen dubbeldekbussen parkeren. Met een top massa van 500 ton 100 meter boven het maaiveld of zeeniveau, vraagt dit om innovatieve ondersteuningsconstructies en funderingsconcepten. Zowel op land als op zee.

Mijn eerste kennismaking met beton en staal was in 1995. Als projectleider bij een windturbinefabrikant ging ik met constructeurs en aannemers aan de slag om de meest efficiënte fundering te realiseren voor deze dynamisch belaste constructies. Met een elektrotechnische achtergrond was dit voor mij een stap in een nieuwe wereld! Al snel heeft het betonvirus mij te pakken gekregen en door learning by doing en een cursus betontechnologie werd mijn ‘liefde’ voor beton alleen maar groter. Ik kan nog steeds genieten van een bekisting vol staal en het moment dat de betonwagens het beton via een pompwagen de fundatie in pompen, uiteraard met de daarbij gepaarde geluiden van trilnaalden. De geur van beton blijft geweldig!

Als we naar de ontwikkeling van de betonnen fundaties voor windturbines op land kijken, dan zijn de fundaties in kuubs gegroeid van ongeveer 100 kuub in 1995 naar 1.400 kuub en 120 ton wapeningsstaal in 2014! Hierbij laat ik de op trek belaste palen nog buiten beschouwing. Naast de onshore markt waar betonnen fundaties de boventoon voeren, is er in met name Noordwest-Europa een nieuwe markt ontstaan voor wat betreft ondersteuningsconstructies. Offshore wind is een groeiende markt waarbij de fundaties een nog grotere uitdaging zijn en ook een groter aandeel van de CAPEX innemen dan bij de onshore markt. Ook de interfacing van de fundaties met andere lots, met name het type installatie Vessel, speelt een grote rol bij het ontwerp van deze fundaties.

Wat voor typen fundaties zijn er zoal in de offshore windindustrie? Kijken we naar de Baltische Zee, dan zien we relatief ondiepe windparken van 2,5 tot 7,5 meter waterdiepte. Deze locaties zijn uitermate geschikt voor gravity based fundaties, betonnen kolossen met een ijscone voor het afduwen van kruiend ijs in de winters. De meeste parken in Europa bevinden zich echter in de Noordzee. Hier is slechts een park gebouwd waarbij de keuze gevallen is op een gravity based fundatie. Een totaal van zes grote betonnen fundaties, met een gewicht van 3.000 ton per stuk bij een waterdiepte van 12 m, waarbij niet alleen de economische aantrekkelijkheid een risico vormt maar zeker ook de doorlooptijd in productie. De meeste parken bestaan namelijk uit 40 windturbines, die allemaal een ondersteuningsconstructie nodig hebben.

In de 2de en 3de fase van dit project is dan ook gekozen voor 49 stuks stalen jacket fundaties met een gewicht van 400 ton per stuk, terwijl de waterdiepte voor deze twee fases 25 m bedraagt. Waterdiepte, type windturbine en het aantal fundaties per project is dan ook doorslaggevend voor het type fundatie. Naast de jackets is er ook een aantal tripods gebruikt. Nadeel van dit type fundatie is de hoeveelheid aan lassen die grotendeels handmatig gemaakt dienen te worden.

Kijken we naar het type fundatie dat in de meeste gevallen gebruikt wordt, dan praten we over de monopile. Een stalen buis met lengtes tot 65 m waarvan de onderste 30 m verdwijnt in de zeebodem, een doorsnede van 7 m aan de voet tot 5,5 m aan de top, een plaatdikte van 60 mm tot 90 mm en met een gewicht van 800 ton waar vervolgens nog een transitiestuk van 400 ton op wordt geplaatst, inclusief werkplatform en bootlandings.

Offshore wind is een markt waarbij ook voor ondersteuningsconstructies innovatie een grote rol kan spelen! Deze 650 woorden is slechts een tipje van de sluier.

Ik geef de pen door aan Tom de Haan van Seaway Heavy lifting. Tom heeft voorheen gewerkt in de aannemerij en is nu werkzaam als offshore installatiecontractor. Ik ben erg benieuwd naar zijn visie met betrekking tot offshore ondersteuningsconstructies en het installeren hiervan.

 

Erwin Coolen,  directeur van OutSmart

Abonneer u op onze nieuwsbrief

beton en staalbouw partners