Flytande vindkraftsverk kommer att vara nyckeln till att leverera kostnadseffektiv förnybar energi till konsumenterna. Equinor leder vägen för att utveckla denna teknik med Hywind Tampen, den hittills största flytande vindkraftsparken. En smidig produktionslinje behövdes från komponentlastning till turbinmontering, men djupa fundament gjorde att lyftkapacitet behövdes långt från kajkanten.
För att minska CO2-utsläppen från sin havsverksamhet planerade energimajor Equinor att bygga världens största flytande vindkraftspark till havs. Detta projekt skulle vara ett viktigt steg framåt för energiomställningen i sig – tillsammans kommer Hywind Tampen och Equinors tidigare pilotprojekt Hywind Scotland att generera ungefär hälften av världens flytande vindkraft.
Marknaden utvecklas fortfarande, och även om olika komponentdesigner, installationstekniker och installationsmetoder övervägs och prototypers, har ingen kommersialiserats i full skala. Flytande fundament krävdes för detta projekt eftersom vattendjupet och havsbottengeologin i Tampenområdet gjorde det omöjligt att installera konventionella fastbottnade turbiner.
En kritisk utmaning var arbetet med att montera hela 8,6 MW-turbinerna – inklusive tornsektioner, gondoler och blad – på enorma 107 m långa bojar som huvudsakligen ligger under vattnet. Detta behövde utföras i den kontrollerade miljön i en hamn – där hela systemet kunde hållas så statiskt som möjligt – innan de färdiga turbinerna bogserades ut till sin installationsplats.
Med sådana enorma flytande fundament krävde denna hamn ett exceptionellt stort djupgående – vilket uteslöt jack-up-fartyg, som skulle vara för korta för att montera turbinsektionerna. Även om förhållandena vid Gulens industrihamn var lugna, skulle användning av kranfartyg öka komplexiteten i monteringstekniken, vilket då skulle kräva överföring mellan två flytande föremål. Detta kan i sin tur försena integrationsfasen och förlänga installationskampanjen till havs, vilket ökar projektkostnaderna.
En distanspråm mellan kajen och fundamentet behövdes för att säkerställa tillräckligt utrymme mellan fundamentets bas och havsbotten. Turbinkomponenter skulle därför behöva lyftas över kajkanten, över distanspråmen och sedan upp på själva fundamenten: ett avstånd på cirka 143m.
Efter sina erfarenheter under utbyggnaden av världens första flytande vindkraftspark, Hywind Scotland (som också drivs av Equinor), anlitades Mammoet för att utföra turbinmontering och tillhörande hamnhanteringsarbete.
Martin Tieman, projektledare för Mammoet, förklarar:
– Vi insåg att vi skulle behöva en kran med en enorm räckvidd för att göra de nödvändiga lyften. Majoriteten av landbaserade kranar i någon flotta skulle inte kunna nå ett avstånd på 143 meter vid dessa vikter, men vi visste att om det kunde genomföras skulle projektet gynnas avsevärt. Detta skulle skapa en smidig produktionslinje från rangerbangård till turbinmontering till driftsättning – allt på samma plats – för att optimera användningen av offshoretillgångar.
– Detta ledde till att vi tittade på användningen av vår PTC 200-DS-kran, som har visat sig vara mycket efterfrågad för stora vindkraftsprojekt till havs, såsom Greater Changhua-utvecklingen i Taiwan och Seagreen Offshore Wind Farm i Skottland.
– Med hamnen som bekräftade att kajen skulle kunna tillhandahålla det erforderliga marktrycket, kunde vi sätta ihop en plan som skulle leverera ett omfattande paket med hamnhantering och montering av alla elva turbiner i Equinors utveckling.
Förutom hamnens djupgående utgjorde även väderförhållandena en utmaning. Även om stora ringkranar är byggda för att stå emot kraftiga vindbyar, är komponenter som dessa – med en stor yta designad speciellt för att fånga vinden – en annan sak.
För att motverka detta modifierades PTC 200-DS för att säkerställa exakt kontroll av komponenter även när det blåste starkt – vilket innebär att det skulle bli färre potentiella stopp på grund av vädret och turbinerna kunde färdigställas tidigare.
Dessa modifieringar gjorde det möjligt för kranen att arbeta med tredjeparts bladok och dragvinschsystem, som orienterar lasten under kroken utan behov av taglines som manövreras för hand. Detta förhindrar skador på relativt ömtåliga turbinblad och ökar säkerhetsnivån på plats.
Förutom lyft, krävdes starka hamnhanteringsförmåga för att ta emot tornstycken, gondoler och blad från fartyg och lagra dem så att de kunde hämtas snabbt, vilket maximerade utnyttjandet. Mammoet hanterade denna omfattning och försäkrade att den huvudsakliga lyfttillgången var i bruk så länge som möjligt.
Vid sidan av PTC 200-DS användes 24 axellinjer av SPMT och en rad mindre kranar för att hantera komponenters rörelse; samt en LR1750 kran för att assistera PTC under lyft som krävde rotation av komponenter. Detta bidrog ytterligare till att hålla vilotiden så låg som möjligt för alla tillgångar, vilket minimerade hanteringsmanövrar totalt sett.
Tieman avslutar:
– Efter att ha arbetat med ett flertal storskaliga vindkraftsprojekt till havs förstår vi hur viktig logistiken mellan hamnleverans och installation är för att hålla tidsplanen. Vårt specialistteam har framgångsrikt genomfört denna omfattning för några av de största havsbaserade vindkraftsprojekten i världen, vilket ger oss erfarenheten att maximera utnyttjandet av nyckeltillgångar och på så sätt leverera de högsta nivåerna av projektkostnadseffektivitet.
Hywind Tampen vindkraftpark till havs kommer att börja producera kraft under tredje kvartalet 2022.
