Euroopa Liit soovib suurendada merel toodetud tuuleenergia võimsust 2030. aastaks vähemalt 60 gigavatini. Freudenberg Sealing Technologies (FST) aitab oma vundamendikonstruktsioonide tihenduslahendustega tagada, et uued tuuleturbiinid saavutaksid rasketest meretingimustest hoolimata 30-aastase või pikema eluea.
Saksamaa Põhjamere ääres mõõdetud suurim tuule kiirus oli 191 kilomeetrit tunnis. On tõsi, et merre püstitatud tuuleturbiinid lülitatakse välja juba oluliselt madalamate tuulekiiruste korral. Siiski peavad turbiinid olema võimelised vastu pidama orkaani tohututele jõududele igas olukorras – kogu oma kasutusea jooksul. Selles on oluline roll vundamentidel, mida kasutatakse tornide kinnitamiseks merepõhja külge. Madalates vetes, nagu näiteks Põhja- ja Läänemeres, kasutatakse selleks tavaliselt nn monopostiile. Need on teraspostid, mis lüüakse merepõhja ja mille ülemine ots on veepinnast kõrgemal. Torni, mis võib 10-megavatise turbiini puhul ulatuda kuni 150 meetri kõrgusele rootorinõlva, ei paigaldata tavaliselt otse samba külge, vaid see toetub ühendusdetailile – äärikule. Flanš on kinnitatud mitme tosina poldiga, mis on pärast torni paigaldamist hoolduseks kättesaamatu. Selleks, et poltide ühendus ei korrodeeruks vaatamata karmile merekeskkonnale, tuleb seda kaitsta niiskuse sissetungi eest. FST tihendid täidavad seda olulist ülesannet juba rohkem kui 800 avamere tuulikuturbiinis.
Kõige olulisemat funktsiooni täidab rõngastihend masti ülemises otsas: see ümbritseb ühendustüki sisemist osa, mis toetab kruviühendust. See ääretihend, mille lühend on MP-TP (Monopile-Transition-Piece), võib moodsate süsteemide puhul saavutada kaheksa kuni kümne meetri läbimõõdu. Juba mõned aastad pakub FST seda tihendit ka kahekordse konstruktsiooniga. Topeltkonstruktsiooni peamine eelis on sellest tulenev redundants, nagu selgitab Freudenbergi ekspert Manuel Hille: “Kui üks kahest tihendist saab transpordi või paigaldamise ajal väikese vigastuse, on selle toimimine endiselt tagatud. Lisaks saab erinevaid konstruktsioone ja materjale optimaalselt omavahel kombineerida.”
Standardkonstruktsioonides jääb ühendusdetaili alumise otsa ja samba vahele vahe. Üks või kaks õhukambriga rõngastihendit, mis on projekteeritud elastsete murdmurdjatena, tagavad, et merevesi ei pääse sisse. Kui vahe täidetakse tsemendiga, võib rõngastihend hoida tsementi kõvenemise ajal soovitud asendis ja kaitsta seda hiljem soolase vee rünnaku eest. Lisaks sellele saab spetsiaalselt projekteeritud tihendiga kaitsta gaaside sissetungi eest hooldusplatvorme, mis on sageli paigaldatud veepinnast kõrgemale monoposti sisemusse. Sellised gaasid võivad tekkida mereveekogus toimuvate bioloogiliste protsesside tõttu.
Mõeldud pika eluea jaoks
Merepõhiste tuuleturbiinide komponentide kasutusaja ootused on viimastel aastatel järsult tõusnud. Kui algselt peeti 25 aastat heaks väärtuseks, siis nüüd on projekteeritud kuni 35 aastat. Nii pikka kasutusiga ei saa tagada üksnes katsekatsetega. Seetõttu ekstrapoleerib Freudenberg kuue nädala jooksul läbi viidud intensiivsete koormuskatsete tulemusi, kasutades kohandatud Arrheniuse algoritmi. Rootsi keemiku ja Nobeli preemia laureaadi Svante August Arrheniuse järgi nimetatud meetodit on Freudenbergi eksperdid viimastel aastatel järjekindlalt edasi arendanud. Nad on kasutusea mudelit märkimisväärselt täiustanud, sidudes keemilised ja füüsikalised mõjud materjali struktuurilis-mehaanilise käitumisega.
“80 protsenti kõigist praegu kavandatavatest meretuuleparkidest põhineb monopile’i tehnoloogial
,” hindab Marcel Schreiner, kes vastutab FST energiasektori müügi eest. “See on meie jaoks oluline kasvuturg.” Eksperdi sõnul räägib ka suundumus üha suuremate turbiinide poole – 2030. aastaks räägitakse 20 megavatise nimivõimsusest – selle kasuks, et komponentide valikul tuleb erilist tähelepanu pöörata kasutusajale.
