Ocean windmill in rough sea with inspection ship
Ocean windmill in rough sea with inspection ship (Bilde: )

Havvind

Vindmølle-pæler på stadig dypere vann

Rambøll tror mølleparker 8 mil fra land på 60 meters dybde blir virkelighet om få år.

  • Vindkraft

Hva med havmøllepark som ligger 80 kilometer til havs, og som har pæler festet til havbunnen 60 meter under bølgetoppene?

Entreprenører og vindmøllebedrifter regner med at slike kraftverk er en fysisk og profitabel virkelighet rundt 2025.

Hadde man fortalt det til aktørene i vindmøllesektoren tidlig på 1990-tallet, ville de sannsynligvis ha kalt det for fri fantasi.

Utviklingen innen havvindmøller er dermed et godt eksempel på hvordan fakta, kunnskap og metoder ofte kan utvikle seg, og at gamle teorier fort kan ende på historiens søppeldynge.

I hvert fall når man spør den danske ingeniørbedriften Rambøll.

– Vi trodde i flere år at monopæler bare ville være økonomisk optimale i en vanndybde på 25 til 30 meter. Nå bygger vi på cirka 45 meters dybde med store møller på for eksempel 7 MW, forteller Søren Juel Petersen, som er markedsdirektør hos Rambølls avdeling for Wind & Towers.

Grensene for hvor langt ute på havet man kan fundamentere havvindmøller blir stadig flyttet, og overgår det man tidligere trodde var mulig.

Det skjer i jakten på å få en mer stabil og kraftig vindressurs, samtidig som at man ønsker å komme så langt bort at vi ikke sjenerer lokale innbyggere.

Monopæler kommer

I hovedsak skiller man mellom tre typer fundamenter: Gravitasjonsbaserte, sugebøttebaserte og pælefundamenterte.

Pælefundamentering er den vanligste fundamenteringstypen offshore. Fundamentet kan lages enten som en enkeltpæle - altså en såkalt monopæle – eller som en jacket-konstruksjon som er kjent fra offshore-industrien – med tre eller fire bein. Pælene slås ned enten med slag eller vibrering.

Monopæl-løsningen har blant annet blitt brukt på Utgrunden og Bockstigen i Sverige, samt ved Horns Rev Havmøllepark i Danmark. Spesielt grensene innenfor monopæle-fundamentering, har utviklet seg svært raskt.

Dette er en fakta vi bare må innse. For mens vi ofte hører suksesshistorier om Vestas og Siemens’ roterende turbiner til havs, har det fysiske fundamentet nærmest blitt oversett. Men her gjør Danmark det faktisk veldig bra.

Rambøll er verdens ledende bedrift innen prosjektering av fundamenter til offshore vindmøller og har lagd konstruksjoner for flere enn 40 havvindmølleparker. Mer enn 65 prosent av verdens havvindmøller står på fundamenter prosjektert av Rambøll. Og altså på vesentlig større dybder enn da dette begynte å skyte fart på 1990-tallet.

Utfordringen ved å flytte seg ut på dypere vann er også innlysende. Større dybder og lengre avstander fra havner krever konstruksjon av større strukturer, som også skal tåle større bølger og kraftigere vind, og bære tyngre utstyr.

Skjeler til oljesektoren

Havvind: Fra Cape Wind, den første havvindparken i USA.
Havvind: Fra Cape Wind, den første havvindparken i USA. Foto: Det norske veritas

Paradoksalt nok innebærer denne utviklingen av fundamentet til offshore-vindmøller at Rambøll og andre bedrifter med fordel har kunnet se på erfaringene innen den energisektoren som vindkraft er med på å fortrenge.

– Vi benytter oss av metoder som ligner stadig mer på olje- og gassløsninger med større konstruksjoner. Akkurat som oljeplattformene, kan de tåle kraftige bølger og påvirkningene fra vinden, sier Søren Juel Petersen.

Rambøll og andre selskaper som driver innen offshorefundamenter, kan også glede seg over at stålindustrien nå kan produsere monopæler på inntil 10 meter i diameter i pipeline. En slik diameter vil få fortidens antakelser om at monopæler bare ville være økonomisk optimale til en vanndybde på 25 til 30 meter, til å blekne enda en gang.

– Monopæler på 10 meter i diameter vil sannsynligvis flytte grensen for monopæler til 55-60 meters dybde, forutsatt at det finnes fartøyer til å løfte pælene og til å slå dem ned i havbunnen, mener Søren Juel Petersen.

Vi kommer nok også til å se at andre konstruksjoner overtar. For eksempel såkalte jacket-konstruksjoner, som er bygd som en gitterkonstruksjon med tre eller fire bein.

Disse konstruksjonene består av en stålramme som overfører reaksjonene fra møllen til pælene, primært som bøyningsmomenter med trekk og trykk. En slik jacket minner dermed om fundamentene i olje-gassinstallasjoner, som er fundamentert på mye dypere vann enn det som hittil har blitt brukt på vindmøllefundamenter.

Flytende blir viktigere

De nye Hywind-turbinene til Statoil er flytende.
De nye Hywind-turbinene til Statoil er flytende. Foto: Øyvind Lie

– Sannsynligvis vil det også i økende grad bli brukt flytende teknologi, som fremdeles er relativt ny og brukt på prototyper i Norge og Portugal, forteller Søren Juel Petersen.

Ser vi 50 år framover, har Rambøll også noen formeninger om hva som vil skje. Ingeniør-, design- og rådgivervirksomheten antar at for å utnytte vindressursene på dypere vann i for eksempel i California, Taiwan og Japan, og for ikke å plassere for mange møller i de grunnere og relativt kystnære områdene, vil den flytende teknologien vinne stadig mer terreng.

Dagens innsats på forskning og utvikling vil redusere omkostningene ved denne teknologien, og vi vil se den samme prisreduksjonen på denne teknologien som vi har sett for møller fundamentert på havbunnen.

– I det lange løp vil det sannsynligvis heller ikke være akseptabelt for samfunnet og skipstrafikken at vi fortsetter med å plassere møller relativt nær land, anser Søren Juel Petersen.

Kommentarer (7)

Kommentarer (7)