w poprzednim artykule omówiliśmy znaczenie dokładnego pomiaru wiatru dla optymalnego projektu farmy wiatrowej. Ale również pod wodą istnieją elementy, które należy wziąć pod uwagę przy projektowaniu fundamentów i konstrukcji kablowych dla każdej turbiny wiatrowej. Fale i prądy mogą powodować erozję dna morskiego wokół stałej struktury, zjawisko zwane scour.
Większość dna morskiego Morza Północnego składa się z osadów o różnej wielkości, co umożliwia ciągły ruch cząstek dna morskiego spowodowany falami i prądami. Ruch ten zmienia się wokół stałych struktur zmywając piasek z jednej strony, aż do utworzenia wydrążonego dołu po tej stronie konstrukcji. Nie musi to być koniecznie zbyt szkodliwe dla wytrzymałości konstrukcji w zależności od jej konstrukcji; wielopalowy fundament kurtki cierpi mniej niż pojedynczy monopalowy fundament.
w związku z tym należy w jak największym stopniu zapobiegać przeszukiwaniu fundamentów monopilowych. W przeciwieństwie do konstrukcji płaszcza, w przypadku fundamentów jednopłatowych obciążenie przenoszone jest bocznie z fundamentu w górnej części dna morskiego, na co wpływa efekt szorowania. Całkowita konstrukcja turbiny, z dużym stężeniem obciążenia u góry, sprawia, że ten rodzaj fundamentu jest bardziej podatny na zmęczenie spowodowane zginaniem wieży z podobną częstotliwością do zmian fal. Efekt ten jest kolejnym czynnikiem, który jest zwiększany przez czyszczenie. W związku z tym scour jest głównym problemem przy projektowaniu fundamentów morskich turbin wiatrowych i powinien być odpowiednio potraktowany, aby zminimalizować efekt. Istnieje jednak również kilka metod, aby zminimalizować czyszczenie wokół samej Fundacji. Poniżej wymieniliśmy niektóre z różnych metod oferowanych przez przemysł, aby zapobiec czyszczeniu w monopalowych fundamentach.
wyrzucanie skał
najczęstszą dotychczas strategią zapobiegania szkodom spowodowanym przez szorowanie jest umieszczanie kamieni na dnie morskim wokół fundamentów. Ponadto ochronne warstwy skalne są często umieszczane na tablicach i / lub kablach eksportowych o tym samym celu. Boskalis Offshore świadczy, oprócz transportu, instalacji i okablowania dla morskich farm wiatrowych, specjalistyczne usługi zrzucania skał.
przed montażem fundamentów turbin wiatrowych na dnie morskim w każdym miejscu fundamentu można umieścić początkową warstwę filtra zabezpieczającego przed szorowaniem. Po zamontowaniu fundamentów można zapewnić dalszą ochronę przed erozją poprzez umieszczenie większych kamieni, tzw. warstwy zbrojącej, wokół fundamentów. Zapewni to optymalną ochronę przed erozją spowodowaną falami i / lub prądem. Skały są tak dobrane, aby zwiększony prąd wokół struktury nie był w stanie ich zmyć. Prace zabezpieczające przed szorowaniem wykonywane są głównie przez statki DP fallpipe, z których Boskalis jest właścicielem i operatorem dwóch. Statki te są w stanie transportować i precyzyjnie umieszczać duże ilości skał na konstrukcjach podmorskich lub wokół nich na dużych głębokościach wody. Wstępną warstwę filtracyjną można umieścić przez rurę opadową naczynia.
to samo naczynie służy do umieszczania warstwy pancerza poinstalacyjnego za pomocą bocznego zespołu zrzutowego, który umożliwia stosowanie większych rozmiarów skał, a także do instalowania warstwy blisko fundamentu monopilowego.
Skała jako ochrona przed szorowaniem to sprawdzona metoda, która znalazła zastosowanie w wielu projektach offshore. Po umieszczeniu skała będzie w stanie dostosować się do zmieniających się poziomów dna morskiego, a występujące zagłębienia zostaną wypełnione.
w rezultacie nie dojdzie do postępującej awarii. Uważa się to za główną zaletę w stosowaniu skał. Ponadto skała nie ulegnie degradacji; jest przyjazna dla środowiska i ma długą żywotność.
kilka przykładów projektów offshore wind, w których Boskalis wykonała instalację ochrony przed szorowaniem:
• West of Duddon Sands Offshore Wind Farm
• umieszczenie warstw filtra chroniącego przed szorowaniem w 108 lokalizacjach przed instalacją monopalową. Materiał skalny został przetransportowany z Norwegii masowcem do Holyhead i odprowadzony do statku DP fallpipe bezpośrednio z pierwszego statku na statek.
• druga faza instalacji skalnej została wykonana, gdy fundamenty i turbiny były na miejscu. Statek DP fallpipe zainstalował 8-18″ (20-45 cm) pancerz rock wokół 108 turbin za pośrednictwem specjalnie zbudowanego rock Side dump unit.
• Eksportuj ochronę kabli na skrzyżowaniach za pomocą instalowania warstw filtrów i pancerzy.
• Meerwind Offshore Wind Park
• Faza wstępnej instalacji: umieszczenie materiału filtracyjnego 1-5″ dla 80 lokalizacji monopalowych.
• Faza po instalacji: armour rock (100-700kg) został zainstalowany w 80 miejscach turbin wiatrowych, przy użyciu bocznej jednostki zrzutowej statku DP fallpipe.
• DanTysk Offshore Wind
Post-lay rock instalacja w trzech miejscach, w których Kable sieciowe przecinają Kabel telekomunikacyjny. Ponadto, rock został zainstalowany w celu ochrony niezabudowanych kabli w ochronie przed szorowaniem w pobliżu generatorów turbin wiatrowych.
• Farma Wiatrowa Anholt
instalacja ochrony przed szorowaniem na 42 fundamentach WTG. Każdy fundament składał się z 1-4″ warstwy filtracyjnej z warstwą pancerza 2-8″ skały na górze. Zmienić przepływ prądu lub zmienić kształt fundamentu na dnie morza lub zmienić materię dna morskiego.
upakowane skały
wyrzucanie skał nie jest jedynym sposobem zapobiegania szorowaniu. Inne rozwiązania obejmują skały w elastycznych pojemnikach, worki siatkowe lub worki umieszczone w celu uformowania się wokół podstawy wieży turbiny. Worki mogą być napełniane przy niskich kosztach na lądzie dowolnym, korzystnie przyjaznym dla środowiska, ciężkim materiałem, który wytrzyma korozję i erozję przez lata. Po przygotowaniu na lądzie można je zabrać na ląd dowolnym statkiem lub pontonem z dostępnym sprzętem pokładowym, aby go opuścić lub upuścić na dno morskie. Może być wymagana konserwacja pojemników lub worków.
German NAUE GmbH & Co. KG jest przykładem firmy, która opracowała rozwiązanie zapobiegające ścier za pomocą pojemników z piaskiem geowłókniny. Pojemnik Secutex® Soft Rock Sand jest wykonany z bardzo wytrzymałego włókna staplowego, specjalnie Igłowanej włókniny Secutex® geowłókniny i jest wypełniony piaskiem. Pojemnik jest elastyczny i może dostosowywać się do zmiennych dna morskiego. Można je umieścić przed palowaniem. Ich rozwiązanie zastosowano na niemieckiej morskiej farmie wiatrowej Amrumbank West.
Ridgeway Marine z Belfastu oferuje koncepcję jednostki filtracyjnej, składającej się z poliestrowego worka filtracyjnego, wykonanego w 61% Z butelek pochodzących z recyklingu i wypełnionego kamieniami, w celu ochrony przed szorowaniem. Ich worki filtracyjne są produkowane przez japońską firmę Sumisho Kyowa Limited i są używane przez MSS Engineering w morskiej farmie wiatrowej EDF Teesside. Jednostka filtracyjna jest solidną siatką na zamówienie, która ma żywotność 50 lat w słonej wodzie i jednopunktowy pierścień podnoszący dla szybkiego i dokładnego wdrożenia.
jednak jeśli pękną i rozleją swoją zawartość w czasie, materiał zapewnia prawie taką samą ochronę, jaką zapewniłoby wyrzucanie skał, z wyjątkiem tego, że skały byłyby mniejsze i łatwiejsze do przenoszenia przez silne prądy.
pochodne kauczuku
inna metoda jest obecnie poddawana testom, ale „zabija dwa ptaki jednym kamieniem”. Ogromne ilości używanych opon ciężarowych i samochodowych można znaleźć na wysypiskach na prawie wszystkich granicach miasta. Zwykłe metody usuwania wytwarzają jakąś formę zanieczyszczenia lub wymagają drogich maszyn. Ale łącząc je w łańcuchy mat i układając je na dnie morskim, okazują się długoterminową i stabilną formą ochrony przy niskich kosztach. Materiały oponowe mają tę dodatkową zaletę, że nie ulegają łatwej degradacji, a zatem nie zanieczyszczają morza.
jak na ironię, Continental Group, firma produkująca nowe opony do samochodów ciężarowych i samochodowych, ma alternatywną metodę opracowaną z produktu, który prawie nie wymaga żadnych modyfikacji. Firma należąca do grupy, ContiTech Conveyer Belt Group, przetestowała w Instytucie Deltares w Holandii maty wykonane z materiału typu taśma przenośnikowa o grubości od 12 mm do 15 mm z symulowanymi ekstremalnymi burzami i strumieniami. Zakotwiczone maty o średnicy do 52 m udowodniły, że utrzymują dno morskie pod matami w stanie nienaruszonym, zapewniając stabilne długoterminowe rozwiązanie, które dzięki stylizowanym powierzchniom promującym złoże piasku zachęca do tworzenia nowych form życia.
Dick Hill