Project Vattenfall - Femto Engineering - Femto Engineering

Project Vattenfall

Case study: constructieberekening van de duurzame monopaalafdekking voor Vattenfall met Simcenter Femap.

Voor Vattenfall’s offshore windmolenpark Hollandse Kust Zuid heeft Femto de structurele analyses uitgevoerd van monopile covers, ontwikkeld door polyesterfabrikant Theuws en offshore engineering specialist Enersea. Monopalen vormen de fundering van de windturbines die enkele meters boven de zeespiegel uitsteken. Tijdens de bouw van het windmolenpark worden de deksels gebruikt om het platform en de bouwvakkers in de monopaal te beschermen voordat de turbinetoren wordt geplaatst.

Missie

Windparkontwikkelaar Vattenfall vroeg zijn onderaannemers om een slimme en milieuvriendelijke oplossing te ontwikkelen voor de monopile cover. Tot nu toe zijn de meeste monopile covers gemaakt van staal of aluminium en zijn ze ontworpen voor één specifiek offshore windmolenpark. Na de voltooiing van het park worden deze afdekkingen een afvalproduct. Natuurlijk kunnen deze materialen worden gerecycleerd, maar dit is een energieverslindend proces. Een andere methode is het gebruik van een tentzeil. Deze optie heeft het risico dat ze met hoge snelheden wegwaait, de zee vervuilt en de monopile onbeschermd achterblijft. Om tot een nieuw en duurzaam concept te komen, gaf Vattenfall de onderaannemers de vrijheid zowel op het vlak van constructie als materiaalkeuze.

Concept

Enersea en Theuws gingen de engineering uitdaging aan en kwamen met een eerste concept dat zich het best laat omschrijven als een ingenieuze verjaardagstaart. De constructie bestaat uit verschillende vezelversterkte polyester panelen die er met een beetje fantasie uitzien als taartpunten. Het bovenste paneel van de afdekking kan worden hergebruikt voor elke diameter van offshore monopile die momenteel op de markt is. De topdiameters van monopile variëren gewoonlijk tussen 6 en 8 meter. Door een langer of korter deel op de helling te gebruiken, kan de monopile cover op maat worden gemaakt voor de diameter van de monopile in een nieuw project.

Ontwerp

De eerste stap om het conceptidee om te zetten in een goedgekeurd product dat aan alle eisen voldoet, was het ontwikkelen van een prototype. Femto Engineering was vanaf het begin betrokken bij de ontwikkeling. De structurele haalbaarheid van het concept werd bewezen door het definiëren en uitvoeren van Finite Element Analysis voor een groot aantal belastingscombinaties. De combinaties omvatten de belastingen in verschillende stadia (transport, gestapeld hijsen, installatie, gebruik) in combinatie met extreme weersomstandigheden (wind, sneeuw). Nadat de haalbaarheid was aangetoond, werd het conceptontwerp verbeterd op basis van de resultaten van de structurele analyse en de feedback van andere belanghebbenden.

Het eerste prototype is medio juni 2020 gebouwd op de Theuws werf in Wieringerwerf. Na een positieve functionele inspectie en watertest is het prototype verder getest op de terminal van Sif op Maasvlakte 2 in Rotterdam. Sif heeft de opdracht gekregen om tot monopiles te bouwen. De afdekking werd op een mockup monopaal gemonteerd, zodat de complete constructie kon worden getest op functionaliteit, belastingbestendigheid, waterdichtheid en diverse andere aspecten. De testresultaten waren veelbelovend.

Samen met Theuws en Enersea werkt Femto aan de optimalisatie van het prototype-ontwerp en richt het zich bij elke ontwerpiteratie op de structurele integriteit van de monopile cover. Vattenfall begint in juni 2021 met de bouw van Hollandse Kust Zuid. Nog slechts 5 maanden te gaan om de afdekking te optimaliseren, in serieproductie te gaan en de eerste 41 afdekkingen klaar te hebben voor installatie.

augustus 12, 2021
Hoe kunnen wij u helpen?

Heeft u vragen of interesse in één van onze diensten? Neem dan vrijblijvend contact met ons op. Wij helpen u graag.

over ons

Bij Femto Engineering helpen we bedrijven hun innovatieve ambities te bereiken met specialistische engineering consultancy, software en R&D.
Wij zijn Siemens DISW Smart Expert Partner voor Simcenter Femap, Simcenter 3D, Simcenter STAR-CCM+ en SDC Verifier. Neem contact met ons op en laat FEM en CFD voor u werken.

Privacy policy

×

Loop voorop in FEA & CFD

Schrijf je nu in voor onze nieuwsbrief en ontvang maandelijks FEA kennis, nieuws en tips gratis in je inbox.