I forrige artikkel snakket vi om viktigheten av nøyaktig vindmåling for en optimal vindparkdesign. Men også under vann er det elementer som må tas i betraktning ved utforming av fundament og kabelkonstruksjoner for hver vindturbin. Bølger og strømmer kan forårsake erosjon av havbunnen rundt en fast struktur, et fenomen som kalles skuring.
Det Meste av havbunnen i Nordsjøen består av sedimenter av varierende størrelser, noe som muliggjør kontinuerlig bevegelse av havbunnspartikler forårsaket av bølger og strømmer. Denne bevegelsen endres rundt faste strukturer som vasker sanden bort fra den ene siden til en hul grop dannes på denne siden av strukturen. Dette trenger ikke nødvendigvis å være for skadelig for styrken av strukturen avhengig av dens design; en multi-stablet jakke fundament lider mindre enn en enkelt monopile fundament.
som en konsekvens bør en monopil foundation skuring forebygges så mye som mulig. I motsetning til jakkekonstruksjoner, med monopile fundamenter, overføres lasten lateralt fra fundamentet i den øvre delen av havbunnen, noe som derfor påvirkes av skureffekten. Den totale strukturen til turbinen, med en stor belastningskonsentrasjon øverst, gjør denne typen fundament mer utsatt for tretthet forårsaket av bøyning av tårnet med en lignende frekvens som bølgevariasjonene. Effekten av dette er en annen faktor som økes ved skuring. Derfor skuring er en stor bekymring når du utformer offshore vindturbinfundamenter og bør håndteres riktig for å minimere effekten. Det er imidlertid også flere metoder for å minimere skuring rundt selve fundamentet. Vi har listet nedenfor noen av de ulike metodene som tilbys av industrien for å hindre skuring på monopile stiftelser.
bergdumping
den vanligste strategien til dags dato for å forhindre skader forårsaket av skuring er å plassere steiner på havbunnen rundt fundamenter. I tillegg er beskyttende berglag også ofte plassert på array og / eller eksportkabler med samme formål. Boskalis Offshore leverer, i tillegg til transport, installasjon og kabling til havvindparker, disse spesialiserte bergdumpingstjenestene.
Før installasjon av vindturbinfundamentene kan det plasseres et innledende skurebeskyttelsesfilterlag på havbunnen på hver grunnplassering. Etter installasjonen av fundamentene kan ytterligere erosjonsbeskyttelse gis ved å plassere større steiner, et såkalt rustningslag, rundt fundamentene. Dette vil gi optimal beskyttelse mot erosjon fra bølger og/eller strøm. Bergene er valgt slik at den økte strømmen rundt strukturen ikke vil kunne vaske dem bort. Skurebeskyttelsesarbeidet utføres hovedsakelig AV dp fallpipe fartøy, Hvorav Boskalis eier og driver to. Disse fartøyene er i stand til å transportere og nøyaktig plassere store mengder stein på eller rundt subsea strukturer på store vanndyp. Pre-installasjon filter laget kan plasseres gjennom fartøyet fallpipe.
det samme fartøyet brukes til å plassere postinstallation armour layer ved hjelp av sidedumpenheten som muliggjør bruk av større steinstørrelser, og også å installere laget nær monopilfundamentet.
Stein som beskyttelse mot skuring er en velprøvd metode som har blitt anvendt i flere offshoreprosjekter. Når den er plassert, vil steinen kunne tilpasse seg endrede havbunnsnivåer og forekommende nedbør vil bli fylt ut.
som et resultat vil progressiv feil ikke forekomme. Dette anses å være en stor fordel ved bruk av stein. Videre vil fjellet ikke degradere; det er miljøvennlig og har en lang levetid.
noen eksempler på havvindprosjekter der Boskalis utførte skurebeskyttelsesinstallasjonen:
* Vest For Duddon Sands Havvindpark
* Plassering av skurebeskyttelsesfilterlag på 108 steder før monopilinstallasjon• Bergmateriale ble sendt fra Norge med bulkskip til Holyhead og sluppet ut i dp fallpipe fartøyet direkte fra det første fartøyet i et skip til skip overføring.
* den andre fasen av berginstallasjonen ble utført da fundamenter og turbiner var på plass. Dp fallpipe-fartøyet installerte 8-18 » (20-45cm) panserstein rundt de 108 turbinene via den spesialbygde steinsidedumpenheten.
* Eksporter kabelbeskyttelse på kryssende steder ved å installere filter-og rustningslag.
* pre-installasjonsfase: plassering av 1-5 » filtermateriale for 80 monopile steder.
* etter installasjonsfase: armour rock (gradering 100-700kg) ble installert på 80 vindturbinsteder, ved hjelp av sidedumpenheten TIL DP fallpipe-fartøyet.
Post-lay rock installasjon på tre steder hvor array kabler krysser en telekommunikasjonskabel. I tillegg ble stein installert for å beskytte ubegravede kabler ved skurebeskyttelsen nær vindturbingeneratorer.
* Anholt Vindpark
Installasjon av skurebeskyttelse ved 42 WTG fundamenter. Hvert fundament besto av et 1-4 «filterlag med et rustningslag av 2-8» stein på toppen. Endre strømmen eller endre formen på fundamentet ved havbunnen eller endre havbunnens materielle materiale.
Pakket stein
Rock dumping er ikke den eneste måten å hindre skuring. Andre løsninger inkluderer bergarter i fleksible beholdere, nettposer eller sekker plassert for å støpe seg rundt bunnen av turbintårnet. Sekkene kan fylles til lav pris på land med noe, helst miljøvennlig, tungt materiale som tåler korrosjon og erosjon gjennom årene. Etter klargjøring på land kan de tas offshore i et hvilket som helst fartøy eller pontong med dekkutstyr tilgjengelig for å senke det til eller slippe det på havbunnen. Vedlikehold av beholdere eller sekker kan være nødvendig.
tysk NAUE GmbH & Co. KG ER et eksempel på et selskap som utviklet en skureforebyggingsløsning ved hjelp av geotekstil sandbeholdere. Deres Secutex® Soft Rock Sand Container er laget av svært robust, stift fiber, spesielt nålestanset nonwoven Secutex® geotekstil og er fylt med sand. Beholderen er fleksibel og kan tilpasses variable havbunn. De kan plasseres før piling. Løsningen er brukt på den tyske Havvindparken Amrumbank West.
Belfast-baserte Ridgeway Marine tilbyr konseptet med en filterenhet, bestående av en polyesterfilterpose, laget av 61% resirkulerte flasker og fylt med steiner, for skurbeskyttelse. Deres filterposer er produsert Av Japanske Sumisho Kyowa Limited og har blitt brukt AV MSS Engineering VED EDF Teesside Offshore Wind Farm. Filterenheten er et robust skreddersydd nett som har en levetid på 50 år i saltvann og en ettpunktsløftring for rask og nøyaktig distribusjon.
men hvis de bryter og søler innholdet i tide, gir materialet nesten samme beskyttelse som det ville bli gitt ved steindumping, med unntak av at bergarter ville være mindre og lettere flyttet av sterke strømmer.
gummiderivater
En annen metode gjennomgår for tiden tester, men ‘dreper to fugler med en stein’. Enorme mengder brukte lastebil-og bildekk finnes i dumper på nesten alle bygrenser. Vanlige metoder for avhending produsere noen form for forurensning eller krever dyre maskiner. Men ved å koble dem til kjeder av matter og legge dem på havbunnen, viser de seg å være en langsiktig og stabil form for beskyttelse til lav pris. Dekkmaterialene har den ekstra fordelen at de ikke nedbrytes lett og derfor ikke forurenser havet.
Ironisk Nok Har Continental Group, et selskap som lager nye lastebil-og bildekk, en alternativ metode utviklet fra et produkt som krever knapt noen modifikasjoner. Et gruppemedlemsselskap, ContiTech Transportbånd Belt Group, har testet matter som består av et transportbånd type materiale, 12mm til 15mm tykk, Ved Deltares Institute I Nederland med simulerte ekstreme stormer og bekker. De forankrede mattene med en diameter på opptil 52 meter har vist seg å holde havbunnen under mattene intakte for å gi en stabil langsiktig løsning som, med stylede overflater for å fremme sandavleiringer, oppfordrer nye livsformer til å etablere seg.
Dick Hill