fundamenty pływające
konstrukcja (zespół konstrukcji) posiadają zdolność do utrzymywania się na powierzchni wody bez konieczności instalowania na/w dnie morskim, jednak połączone z nim poprzez systemy kotwiące.
Wyróżniamy trzy podstawowe struktury fundamentów pływających: pływający słup (the spar), system TLP, pływający płaszcz (floating jacket)
Pływający słup (the spar) – rozwiązanie przypominające trochę spławik wędkarski z obciążeniem. W odróżnieniu do systemu monopalowego, gdzie stalowy słup zagłębiony jest w dnie morskim, tutaj słup znajduje się w stanie zawieszenia wystając z wody na niewielką wysokość potrzebną do zamocowania platformy serwisowej. Reszta słupa znajduje się pod wodą Słup jest pusty w środku wypełniony w dolnej części balastem ze skał, co zapewnia mu stabilność. Dodatkowe kotwienie dla unieruchomienia go względem dna i uniemożliwienia przemieszczaniu w wodzie stanowią trzy liny stalowe. Na świecie technologię pływającego słupa opracowała firma Statoil Hydro. System nosi nazwę HYWIND. Poniżej przedstawiam podstawowe jej założenia.
Montaż i instalacja systemu Hywind:
1. Gotowy element słupa, uszczelniony i pusty w środku holuje sie holownikami wystarczającą odległość od brzegu, aby można było przeprowadzić operację montażu przy pełnym roboczym zanurzeniu. Słup przy turbinie o mocy kilku MW ma długość dochodzącą do 100 m, przy czym ponad 80% pozostaje w zanurzeniu, dlatego głębokość morza w miejscu montażu musi wynosić około 100m.
3. Po spionowaniu słup wypełniany jest od góry balastem. Do słupa podpływa barka ze żwirem i za pomocą koparki i dźwigu z urządzeniem zasypowym żwir podawany jest od góry do środka słupa aż osiągną wymagana głębokość zanurzenia.
4. Po osiągnięciu wymaganego zanurzenia na słupie montuje sie element środkowy wieży, a następnie element główny wraz z gondolą. Po każdym montażu zwiększa się zanurzenie słupa.
5. Montaż wirnika do piasty gondoli. Wszystkie elementy wchodzące w skład turbiny wiatrowej mogą być w tym momencie dowożone z brzegu lub ze statku bazy. Gotowa zmontowana wieża dopiero teraz przewożona jest (holowana w wodzie) do miejsca farmy wiatrowej i tam za pomocą trzech lub więcej lin i kotwic mocowana do dna morza.
System TLP (Tension Leg Platform) – opracowany został przez firmę Blue H Technologies, stanowi pływająca platformę zakotwiona do dna morskiego systemem lin które przymocowane są do częściowo zamocowanym w dnie morskim słupów lub fundamentu grawitacyjnego (przeciwwagi). Prototypowe rozwiązanie po raz pierwszy zostało wykonane u wybrzeży Włoch (Brindisi).
System TLP W odróżnieniu do opisywanego powyżej systemu (SPAR) z pływającym palem gdzie liny kotwiące nie były naprężone, tutaj liny znajdują się pod stałym napięciem, stąd określenie (Tension). System zamocowany prototypowo w Brindisi został wykonany na głębokości 111m. Kolejną nowością jest wybór turbiny dwupłatowej, o większej prędkości obrotowej ale mniejszej masie. Zadecydowała o tym duża odległość od brzegu co wyklucza problem efektu stroboskopowego i hałasu. Pierwszy roboczy model platformy pokazuje zdjęcie poniżej. Fot. Turbina prototypowa Blue H.
System Floating Jacket – znany jest tez pod nazwą „semi submersible” czyli częściowo podwodny lub „półgłębinowy”. Stanowi połączenie dwóch poprzednich rozwiązań, zbudowany jest z platformy częściowo zanurzonej w wodzie, która zakotwiczona jest w dnie morskim przy użyciu lin. Platforma składa się z trzech lekkich stalowych kolumn połączonych konstrukcją kratownicową, co czyni całość bardzo odporną na działanie fal i wiatru. W jednej z kolumn zamocowany jest maszt z wirnikiem siłowni wiatrowej. Kolumny pozostają w częściowych zanurzeniu i zakotwiczone są linami do dna. Konstrukcja została juz wykorzystana praktycznie u wybrzeży Portugalii przez firmę ASM Group. Nieco inna konstrukcja o mocy 2MW powstała też u wybrzeży japońskiej Fukushimy. Powyższa technologia jest obecnie jedną z bardziej zaawansowanych na świecie i najbardziej obiecujących w grupie dużych mocy siłowni wiatrowych offshore.