Minder lawaai heiwerkzaamheden

Voor de Nederlandse kust gaat binnenkort een interessante test van start die een kleine revolutie in de aanleg van offshore windparken teweeg kan brengen. Windmolens moeten stevig in de zeebodem worden verankerd om te voorkomen dat ze bij de eerste de beste windvlaag omvallen. Daarvoor zijn vele oplossingen ontwikkeld. Een van de meest gangbare methoden is om een grote funderingsbuis of -paal in de zeebodem te heien, een koppelstuk toe te voegen en tot slot de windmolengenerator helemaal bovenin te installeren, vaak op meer dan 100 meter boven het wateroppervlak.

Heien met water

Conventionele heiwerkzaamheden veroorzaken geluid onder water en belasten het funderingsstaal buitensporig. Het Nederlandse technologiebedrijf Fistuca BV heeft nu een nieuw type hamer ontwikkeld die water gebruikt als heiwerktuig. Tot dusver heeft het bedrijf met succes kleinschalige onshoretests uitgevoerd, bijvoorbeeld op een aanmeerpaal in een Nederlandse haven. In de zomer van 2018 worden de tests uitgebreid naar een grootschalige heitest met monopalen op zee voor de Nederlandse kust. Vattenfall ziet potentieel in de methode en is lid geworden van een consortium van belanghebbenden uit de particuliere- en overheidssectoren, dat 3,2 miljoen euro in het project investeert en bijdraagt met onder andere technische ondersteuning, beheer, de hamer, monopalen en installatievaartuigen.

Stiller, zachter en krachtiger

Het systeem bestaat uit een watertank en een open verbrandingskamer. De energie die nodig is om de paal in de zeebodem te heien, wordt opgewekt met gasverbranding, waardoor de paal met een eerste slag naar beneden wordt gedreven, terwijl tegelijkertijd een waterkolom in de tank naar boven wordt geduwd. Wanneer het water terugvalt naar de bodem van de tank, vertraagt het en brengt het de energie over op de paal, die daardoor dieper in de zeebodem wordt gedreven. Vanwege de eigenschappen van water vindt deze vertraging gedurende langere tijd plaats dan bij een conventionele hydraulische hamer. Dit zorgt voor een stillere, zachtere slag die tegelijk meer energie overbrengt. Dat vermindert volgens Fistuca het aantal hamerslagen in vergelijking met conventionele methoden voor het heien van palen.

1. Gas wordt in verbrandingskamer gepompt
2. Gasverbranding levert eerste slag en water stroomt uit verbrandingskamer
3. Verbranding gaat door en waterkolom gaat omhoog
4. Waterkolom blijft stijgen
5. Waterkolom valt terug en levert tweede slag
6. Uitlaatgassen worden afgevoerd via uitlaatklep

Minder geluid en vermoeiingsschade

Volgens voorspellingen vermindert de BLUE-hamer de geluidsniveaus onder water tot 20 dB en kan de vermoeiingsschade aan de paal door het heien met tot 90 procent worden verminderd. Dat creëert mogelijkheden voor 'koppelstukvrije' ontwerpen en voor het vooraf lassen van landingssteigers, ladders, interne platforms en andere hulpstukken aan de monopaal, voordat deze op het offshorewindpark wordt geïnstalleerd.

René Schuster, Project Manager Civil Works en Vattenfalls vertegenwoordiger in het consortium dat de nieuwe technologie ondersteunt, legt uit: "Dit is een uiterst interessant project dat ons veel verder kan brengen in de ontwikkeling met monopalen. We weten hoe we met monopalen moeten werken. In plaats van om te moeten schakelen naar complexere funderingsstructuren naarmate turbines groter worden, zou deze technologie de grenzen voor het gebruik van monopalen kunnen verleggen. We hopen ook offshoretijd en dus geld te besparen, indien we veel van de extra faciliteiten vooraf op de monopalen kunnen lassen en daardoor niet een tweede keer omhoog hoeven om een koppelstuk te installeren."

Volgens Schuster is het verder wellicht niet meer nodig om een extra vaartuig in te zetten om het geluidsverminderende luchtbellenscherm te installeren en te bedienen. Minder vaartuigen en een eenvoudigere logistiek zullen al het heiwerk veiliger en milieuvriendelijker maken.

De bijdrage van Vattenfall aan het consortium wordt gedreven door de wens om de markttoegang van nieuwe technologieën te ondersteunen en een continue ontwikkeling binnen de windenergiesector te waarborgen. Via het consortium zal Vattenfall een exclusief inzicht krijgen in de gegevens en resultaten en deel kunnen nemen aan de testen.

Gunnar Groebler, Head of Business Area Wind, is ook enthousiast over het project: "Het project biedt potentiële voordelen op drie belangrijke gebieden: lagere kosten, geringere milieueffecten en meer technische knowhow. Dankzij vijtien jaar ervaring met en kennis van het ontwikkelen, bouwen en beheren van offshorewindparken in nauwe samenwerking met onze leveranciers, heeft Vattenfall al de laagste kosten op dit gebied. We hebben dat in de afgelopen twee jaar bij drie succesvolle aanbestedingen bewezen. Ons streven om voorop te lopen qua technologie en om kostenefficiënter en milieuvriendelijker te zijn, is een doorlopend traject. De BLUE-heitechnologie kan ons verder brengen op dat traject."