edellisessä artikkelissa puhuimme tarkan tuulimittauksen tärkeydestä optimaaliselle tuulipuiston suunnittelulle. Mutta myös veden alla on elementtejä, jotka on otettava huomioon kunkin tuulivoimalan perustus-ja kaapelirakenteita suunniteltaessa. Aallot ja virtaukset voivat aiheuttaa merenpohjan eroosiota kiinteän rakenteen ympärillä, ilmiötä kutsutaan scouriksi.
suurin osa Pohjanmeren merenpohjasta koostuu erikokoisista sedimenteistä, mikä mahdollistaa aaltojen ja virtausten aiheuttaman merenpohjan hiukkasten jatkuvan liikkumisen. Tämä liike muuttuu kiinteiden rakenteiden ympärillä huuhtoen hiekkaa pois yhdeltä puolelta, kunnes rakenteen tälle puolelle muodostuu ontto kuoppa. Tämän ei välttämättä tarvitse olla liian haitallista rakenteen lujuudelle sen rakenteesta riippuen; monipilttinen takkivoide kärsii vähemmän kuin yksittäinen monopile-meikkivoide.
tämän vuoksi monopile-perustusten pesu olisi estettävä mahdollisimman paljon. Toisin kuin vaipparakenteissa, monopiilisilla perustuksilla kuormitus siirtyy sivusuunnassa perustuksesta merenpohjan yläosaan, johon siis vaikuttaa hankausvaikutus. Turbiinin Kokonaisrakenne, jonka yläosassa on suuri kuormituspitoisuus, tekee tämäntyyppisestä perustuksesta alttiimman tornin taipumisen aiheuttamalle väsymykselle samalla taajuudella aaltovaihteluiden kanssa. Tämän vaikutus on toinen tekijä, joka kasvaa haravointi. Siksi scour on suuri huolenaihe suunniteltaessa merituulivoimaloiden perustuksia, ja siihen olisi puututtava asianmukaisesti vaikutusten minimoimiseksi. On kuitenkin olemassa myös useita menetelmiä, joilla minimoidaan itse meikkivoiteen ympärys. Olemme listanneet alla joitakin alan tarjoamia menetelmiä monopiilipohjaisten perustusten hankauksen estämiseksi.
kallioperän kaataminen
yleisin tähänastinen strategia haravoinnin aiheuttamien vahinkojen ehkäisemiseksi on kivien sijoittaminen merenpohjaan perustusten ympärille. Lisäksi suojaavia kivikerroksia sijoitetaan usein myös array-ja / tai vientikaapeleille samaan tarkoitukseen. Boskalis Offshore tarjoaa offshore-tuulipuistojen kuljetus -, asennus-ja kaapelointityön lisäksi näitä erikoiskivenkaatopalveluja.
ennen tuuliturbiinin perustusten asentamista merenpohjaan voidaan sijoittaa alustava huuhtelusuojakerros jokaiselle perustuspaikalle. Perustusten asennuksen jälkeen eroosiosuojausta voidaan lisätä sijoittamalla perustusten ympärille suurempia kiviä, niin sanottua panssarikerrosta. Tämä antaa optimaalisen suojan aaltojen ja/tai virran aiheuttamaa eroosiota vastaan. Kivet on valittu niin, että rakenteen ympärillä oleva lisääntynyt virta ei pysty huuhtomaan niitä pois. Scour-suojaustyöstä vastaavat pääosin DP fallpipe-alukset, joista Boskalis omistaa ja operoi kahta. Nämä alukset pystyvät kuljettamaan ja sijoittamaan tarkasti suuria määriä kiveä merenalaisiin rakenteisiin tai niiden ympärille suurilla veden syvyyksillä. Pre-asennus suodatinkerros voidaan sijoittaa läpi aluksen fallpipe.
samaan alukseen sijoitetaan jälkiasennuspanssarikerros käyttäen sivukuoppayksikköä, joka mahdollistaa isompien kivikokojen käytön, ja kerros asennetaan myös lähelle monopiiliperustusta.
Kivi hankaukselta suojana on hyväksi havaittu menetelmä, jota on käytetty useissa offshore-hankkeissa. Kun Kallio on sijoitettu, se pystyy sopeutumaan muuttuviin merenpohjan tasoihin ja esiintyvät painaumat täyttyvät.
tämän seurauksena progressiivista epäonnistumista ei tapahdu. Tätä pidetään merkittävänä etuna kallion käytössä. Lisäksi kivi ei rapistu; se on ympäristöystävällinen ja sillä on pitkä käyttöikä.
joitakin esimerkkejä merituuliprojekteista, joissa Boskalis toteutti huuhtelusuojauslaitoksen:
* kallioasennuksen toinen vaihe toteutettiin perustusten ja turbiinien ollessa paikoillaan. DP fallpipe-alus asensi 8-18″ (20-45cm) panssarikiven 108 turbiinin ympärille tarkoitukseen rakennetun kallionpuoleisen dumppausyksikön kautta.
* vie kaapelisuojaus risteyskohtiin asentamalla suodatin-ja panssarikerroksia.
* esiasennusvaihe: 1-5″ suodatinmateriaalin sijoittelu 80 monopilipaikalle.
* asennuksen jälkeinen vaihe: armour rock (grading 100-700kg) asennettiin 80 tuuliturbiinikohteeseen käyttäen dp fallpipe-aluksen sivukyykkyyksikköä.
• Dantysk Offshore Wind
Post-lay rock installation kolmessa paikassa, joissa matriisikaapelit ylittävät tietoliikennekaapelin. Lisäksi kiveä asennettiin hautaamattomien kaapeleiden suojaksi tuuliturbiinigeneraattorien läheisyyteen.
hankaussuojauksen asennus 42 WTG: n perustuksiin. Jokainen perustus koostui 1-4″ suodatinkerroksesta, jonka päällä oli 2-8″ kiveä sisältävä panssarikerros. Muuta virtaamaa tai muuta pohjan muotoa merenpohjassa tai muuta merenpohjan ainesta.
pakatut kivet
kallioperän kaato ei ole ainoa keino estää hankausta. Muita ratkaisuja ovat taipuisissa astioissa olevat kivet, verkkopussit tai säkit, jotka on sijoitettu muotoutumaan turbiinitornin pohjan ympärille. Säkit voidaan täyttää alhaisin kustannuksin maalla millä tahansa, mieluiten ympäristöystävällisellä, raskaalla materiaalilla, joka kestää korroosiota ja eroosiota vuosien varrella. Kun ne on valmistettu maalla, ne voidaan viedä merelle millä tahansa aluksella tai ponttonilla, jonka kansivälineet ovat käytettävissä laskemaan tai pudottamaan merenpohjaan. Säiliöiden tai säkkien huolto voi olla tarpeen.
German NAUE GmbH & Co. KG on esimerkki yrityksestä, joka kehitti geotekstiilihiekka-astioiden avulla pesunestoratkaisun. Secutex® Soft Rock Sand Container on valmistettu erittäin kestävästä, katkokuidusta, erityisesti neulamuotoisesta kuitukankaasta Secutex® geotekstiilistä ja ne on täytetty hiekalla. Kontti on joustava ja voi sopeutua vaihteleviin merenpohjiin. Ne voidaan sijoittaa ennen paalutusta. Niiden ratkaisua on käytetty saksalaisessa Amrumbank West offshore-tuulipuistossa.
Belfastissa sijaitseva Ridgeway Marine tarjoaa suodatinyksikön konseptin, joka koostuu polyesterisuodatinpussista, joka on valmistettu 61-prosenttisesti kierrätetyistä pulloista ja täytetty kivillä. Niiden suodatinpussit valmistaa japanilainen Sumisho Kyowa Limited ja on käytetty MSS Engineering EDF Teessiden Merituulipuisto. Suodatinyksikkö on vankka mittatilausverkko, jonka käyttöikä on 50 vuotta suolavedessä ja yhden pisteen nostorengas nopeaan ja tarkkaan käyttöön.
jos ne kuitenkin hajoavat ja vuotavat sisältönsä ajoissa, materiaali tarjoaa lähes saman suojan kuin kallioperän kaataminen, sillä poikkeuksella, että kivet olisivat pienempiä ja voimakkaiden virtausten helpommin liikuteltavia.
Kumijohdannaiset
toista menetelmää testataan parhaillaan, mutta ”tappaa kaksi kärpästä yhdellä iskulla”. Valtavia määriä käytettyjä kuorma-auton ja henkilöauton renkaita löytyy kaatopaikoilta lähes kaikilta kaupungin rajoilta. Tavanomaiset hävittämismenetelmät aiheuttavat jonkinlaista saastumista tai vaativat kalliita koneita. Mutta liittämällä ne mattojen ketjuiksi ja laskemalla ne merenpohjaan ne osoittautuvat pitkäaikaiseksi ja vakaaksi suojamuodoksi alhaisin kustannuksin. Rengasmateriaaleilla on se lisäetu, että ne eivät hajoa helposti eivätkä siten saastuta merta.
ironisesti Continental-konsernilla, joka valmistaa uusia kuorma-autojen ja henkilöautojen renkaita, on vaihtoehtoinen menetelmä, joka on kehitetty tuotteesta, joka ei vaadi juurikaan muutoksia. Ryhmän jäsenyritys ContiTech Conveyer Belt Group on testannut 12-15mm paksuisesta konveyer-hihnatyyppisestä materiaalista valmistettuja mattoja Deltares-instituutissa Alankomaissa simuloiduilla äärimmäisillä myrskyillä ja puroilla. Ankkuroidut matot, joiden halkaisija on jopa 52 metriä, ovat osoittautuneet pitämään merenpohjan mattojen alla koskemattomana ja tarjoavat vakaan pitkän aikavälin ratkaisun, joka hiekkakerrostumista edistävillä tyylitellyillä pinnoilla kannustaa uusia elämänmuotoja luomaan.
Dick Hill