Vattenhammare testas för skonsammare pålning till havs

Utanför den nederländska kusten påbörjas snart ett spännande testprojekt som kommer att innebära en mindre revolution vad gäller uppförandet av havsbaserade vindkraftparker. Vindkraftverk behöver säkras fast ordentligt i havsbotten. Många lösningar har utvecklats i detta syfte, men en av de vanligaste metoderna innebär att man driver ner ett stort fundamentrör i havsbotten, lägger till en sockel och slutligen monterar vindkraftverket högst upp, ofta mer än 100 meter över vattenytan.

Vattendriven pålkran

Den konventionella pålningen orsakar undervattensbuller och utövar ganska stor belastning på fundamentstålet, men det nederländska teknikföretaget Fistuca BV har nu utvecklat en ny typ av hammare som använder vatten som drivmedium.

Foto: Fistuca BV.

Hittills har företaget genomfört framgångsrika småskaliga landbaserade tester, till exempel på en förtöjningspåle i en nederländsk hamn, men under sommaren 2018 ska man ta testandet till en ny nivå och genomföra ett fullskaligt test på vindkraftverksfundament utanför den nederländska kusten. Vattenfall ser potential i metoden och har gått med i ett konsortium med privata och offentliga intressenter som kommer att investera omkring 30 miljoner kronor i projektet och tillhandahålla tekniskt stöd, administration, pålningshammare, installationsfartyg med mera.

Tystare, varsammare och med mer energi

Systemet består av en vattentank och en öppen förbränningskammare. Energin för att driva ned fundamentet i havsbotten skapas med en gasexplosion som i ett första slag driver ned fundamentet och samtidigt skjuter en vattenpelare inuti tanken uppåt. När vattnet faller tillbaka till botten av vattentanken, minskar dess fart och energin överförs till fundamentet och driver ned det ytterligare i havsbotten. Tack vare vattnets egenskaper ger tekniken ett tystare, varsammare men samtidigt mer energirikt slag. Enligt Fistuca minskar detta antalet hammarslag jämfört med konventionella pålningsmetoder.

BLUE pålningshammare består av en stor vattentank med en öppen förbränningskammare. Energin för att driva ned fundamentet skapas med en gasexplosion som sätter fart på en stor vattenpelare.<class="image-text">Illustration: Fistuca BV.

1. Gas matas in i förbränningskammaren
2. Gasförbränning skapar ett första slag och vatten strömmar ut ur förbränningskammaren
3. Förbränningen fortsätter och vattenpelaren skjuts uppåt
4. Vattenpelaren skjuts ytterligare uppåt
5. Vattenpelaren faller tillbaka och levererar ett andra slagAvgaser släpps ut via avgasventilen

Minskar buller och utmattning

Vattenhammaren förutspås minska undervattensbullernivåerna med upp till 20 dB och potentiellt minska utmattningsskadorna på monopile-fundamentet med upp till 90 procent, vilket skulle kunna möjliggöra "sockelfria" konstruktioner och försvetsning av båtkaj, stegar, interna plattformar och andra extradelar till det rörformade fundamentet före installationen vid den havsbaserade vindkraftparken.

Rene Schuster, projektledare för anläggningsarbeten och Vattenfall-representant i Blue Piling-konsortiet förklarar:

– Detta är ett extremt intressant projekt som kan ta oss mycket längre. Vi vet hur man arbetar med monopile-fundament, och istället för att behöva gå över till mer avancerade fundamentstrukturer när vindkraftverken blir större, kan denna teknik tänja på gränserna för när det är möjligt att använda dessa fundament. Vi hoppas också kunna spara tid till havs och därmed pengar om vi kan försvetsa mycket av extraanordningarna på våra monopiles och därför undvika det andra lyftet för att installera en sockel.

Enligt Schuster, kan det dessutom bli möjligt att eliminera behovet av ytterligare ett fartyg för att installera och sköta den bullerminskande bubbelgardin som annars används.

Gunnar Groebler, chef för Business Area Wind, är entusiastisk inför möjligheterna med den nya tekniken.

– Projektet erbjuder potentiella förbättringar inom tre viktiga områden: minskade kostnader, minskad miljöbelastning och ökad teknisk kunskap. Baserat på 15 års erfarenhet och kunskap om utveckling, byggande och drift av havsbaserad vindkraft i nära samarbete med våra leverantörer är Vattenfall redan ett kostnadsledande företag inom detta fält. Vi har visat detta genom tre framgångsrika upphandlingar de senaste två åren, men vårt åtagande att använda teknik i framkant och vara mer kostnadseffektiva och miljövänliga är en fortlöpande resa, och BLUE pålningsteknik kan ta oss vidare längs den vägen, säger han.