Onderzoeksopdracht | Monopile fundering voor windmolens op land
Huidige windmolen funderingen zijn veelal van beton (en funderingspalen) en met de toenemende grootte van windmolens worden deze steeds groter, duurder en hebben meer impact op de omgeving. Ook zijn de grotere en diepere funderingen steeds lastiger weg te halen nadat de levensduur van de windturbines is bereikt. Bij windmolens die in de noordzee worden geplaatst worden deze op dit moment vaak een gefundeerd op een monopile (stalen buis). Deze fundering heeft vele voordelen om ook voor wind op land te worden toegepast. Omdat het een nieuwe techniek betreft voor windmolens op land moet er echter naar de gehele keten gekeken worden om her en der wat aanpassingen te doen in de huidige manier van werken en ontwerpen om dit mogelijk te maken. Dit is een uitdaging in een snel veranderende industrie met een aantal standaard manieren van werken en ontwerpen. Hieronder is schetsmatig aangegeven welke ideeën er zijn over de afmetingen van de funderingen (afhankelijk van de ondergrond en turbine keuze kan deze anders worden) en de manier van installeren (hier met een impact hamer weergegeven maar trilblok is zeker ook een optie).
De opdracht
Het TRL niveau van deze onderzoeksopdracht is tussen de 2 en de 3 aangezien het al eens op land is toegepast (Maasvlakte 2 door Eneco) maar niet op basis van de keuzematrix en behoeftes zoals die in dit onderzoek bepaald zijn, maar meer door de noodzaak voor deze oplossing vanuit vergunningen perspectief en locatie perspectief.
De vraag die er in dit onderzoek wordt onderzocht:
Er dient onderzocht te worden of en hoe de monopile fundering geschikt kan worden gemaakt voor de onshore markt. Belangrijke partijen hierbij zijn de windmolen leverancier en de expertise van de fundering aannemers. Vroeg inzicht in de belangrijke parameters die zorgen voor een goede overgang van windturbine en fundering is cruciaal. Een goede afstemming en voldoende tijd voor de te nemen ontwerpstappen en verantwoordelijkheden tijdens ontwerp en bouw dienen onderzocht te worden. De manier van installeren en hoe materieel gecombineerd kan worden voor zowel installatie van de fundering als van de windturbine kan vele voordelen opleveren. Op welke manier kunnen deze funderingen naar de bouwlocatie gebracht worden en lokaal opgeslagen zijn andere vragen.
Er is behoefte aan een studie naar de redenen om een monopile wel of niet toe te passen, met een opsomming van de voor en nadelen qua kosten en CO2 impact en een strategie hoe de monopile in een projectplanning moet worden opgenomen voor zowel ontwerpfase als installatiefase. Het doel is een keuzematrix en risicoregister met aandachtspunten en mitigerende maatregelen.
Verder is er in een parallel pad ook behoefte om het ontwerp van de monopile uit te voeren samen met een gevoeligheidsanalyse voor de verschillende ontwerpparameters zoals stijfheid van de fundering, eigenfrequentie van het volledige systeem en het gedrag van de ondergrond. Het doel is een volledig uitgewerkt voorlopig/definitief ontwerp inclusief aanbevelingen en indicatie van bepalende details in een volgende ontwerpfase moeten worden uitgezocht.