Optimaliseren van bodembeschermingen voor offshore wind

In het Atlantic Basin bouwen Pim van Steijn en zijn collega's Minghao Wu en Ioanna Saxoni een opstelling waarin ze bodembescherming rond funderingen van windmolens op zee testen. Op het zandbed liggen straks verschillende beschermingen van steen rond de funderingspalen die wegspoeling van zand en diepe ontgrondingskuilen voorkomen.

Ook kijkt het Deltares-team in de testen naar de stabiliteit van een steenberm, die vaak na het leggen van stroomkabels eroverheen wordt gestort. Dat voorkomt teveel beweging van de kabels, wat kan leiden tot falen en uitval van een deel van het windpark. Bovendien is het vervangen van kabels duur.

Extreme golven of getij?

De stenen in de bodembeschermingen moeten zwaar en groot genoeg zijn om een zware storm met hoge golven te doorstaan. Pim: “We focussen ons in deze serie testen op de stabiliteit van de stenen, blijven ze liggen tijdens een storm met golven en stroming die eens in de vijftig jaar voorkomt? Verandert de bescherming van vorm waardoor het zand eronder kan wegspoelen of de stroomkabel niet meer beschermd is?”

Het wegspoelen van zand rondom de bodembeschermingen wordt eveneens onderzocht. Pim: "Als de bodembescherming te klein is, ontstaan er diepe kuilen waardoor stroomkabels bloot komen te liggen. Dit erosieproces verloopt vaak langzaam en wordt vooral veroorzaakt door getijstroming, veel minder door golven. Daarom simuleren we het getij in het bassin om te kijken hoeveel zand wegspoelt en adviseren tot hoever de stenen rondom de fundering het beste kunnen worden gestort."

Tot op de millimeter

Met stereofoto's, genomen met een zelf ontwikkeld geautomatiseerd camerasysteem, monitoren Pim en zijn collega's de vervorming van de bodembeschermingen en de omliggende zandbodem. “Zo zien we diepte en kunnen we heel nauwkeurig, tot op de millimeter, de veranderingen in diepte meten.”

Van advies naar onderzoek

Op basis van de testresultaten krijgen ontwikkelaars van offshore wind een beter beeld van de risico's bij het bouwen van hun windmolenparken. Pim houdt zich hier bij Deltares al elf jaar mee bezig.

“Dat verveelt nooit. De basis is dan wel hetzelfde, de details zijn altijd anders. Elk windmolenpark is uniek en heeft daardoor zijn eigen vragen. De basis is het toetsen en optimaliseren van de ontwerpen voor windparkontwikkelaars en aannemers, zodat ze niet te veel steen gebruiken, maar wel een robuust en onderhoudsarm windpark kunnen realiseren tegen minimale kosten.”

Omdat Deltares dit al lange tijd doet, zijn onze data van hoge kwaliteit en betrouwbaar en daarom zijn we inmiddels een strategische samenwerkingspartner voor veel ontwikkelaars van offshore wind. Naast directe klantvragen ontstaan er tijdens projecten vaak bredere kennisvragen.

Deltares organiseert dan gezamenlijk met de markt Joint Industry Projecten voor hoge kwaliteit toegepast onderzoek. Deze kennis is vervolgens door de hele sector inzetbaar om windparken robuuster, efficiënter en goedkoper te maken. Een belangrijk en recent voorbeeld hiervan is het 'Handbook of scour and cable protection methods' dat samen met twintig partners uit de industrie is gemaakt.

Impact

Met dit werk maak je echt impact, vindt Pim. “Omdat je adviezen direct worden toegepast in het ontwerpen en bouwen van offshore windparken.” Daarbij houdt hij wel van pionieren in de praktijk.

“Bij mijn eerste schaalproeven elf jaar geleden zat ik zelf op mijn knieën zand te schuiven. Dat was voor Nordergründe, een windmolenpark aan de rand van de Duitse Waddenzee, waar ik nadat het was gebouwd omheen ben gezeild.”

Nog steeds ontvangt hij elk jaar velddata uit dat project, wat hem helpt om zijn volgende proeven te verbeteren.