Az Európai Unió 2030-ra legalább 60 gigawattra kívánja növelni a tengeren termelt szélenergia kapacitását. A Freudenberg Sealing Technologies (FST) az alapszerkezetek tömítési megoldásaival hozzájárul ahhoz, hogy az új szélturbinák a zord tengeri körülmények ellenére is elérjék a 30 éves vagy annál hosszabb élettartamot.
A németországi Északi-tengeren valaha mért legnagyobb szélsebesség 191 kilométer/óra volt. Igaz, hogy a tengerben felállított szélturbinák már lényegesen alacsonyabb szélsebességnél is kikapcsolnak. A turbináknak azonban minden körülmények között – teljes élettartamuk alatt – ellen kell állniuk a hurrikán hatalmas erejének. Ebben fontos szerepet játszanak a tornyok tengerfenékhez való rögzítéséhez használt alapítványok. Az olyan sekély vizekben, mint amilyenek az Északi- és a Balti-tengerben találhatók, ez általában úgynevezett „monopilek” segítségével történik. Ezek olyan acélcölöpök, amelyeket a tengerfenékbe fúrnak, és amelyek felső vége a vízfelszín felett van. A tornyot, amely egy 10 megawattos turbina esetében a rotortengelyig elérheti a 150 méteres magasságot is, általában nem közvetlenül a mólóra szerelik, hanem egy összekötő darab – egy karima – támasztja alá. A karimát több tucat csavarral rögzítik, amelyekhez a torony felállítása után nem lehet hozzáférni a karbantartáshoz. Annak érdekében, hogy a csavaros csatlakozás a zord tengeri környezet ellenére se korrodálódjon, védeni kell a nedvesség bejutása ellen. Az FST tömítések már több mint 800 tengeri szélturbinában látják el ezt a fontos feladatot.
A legfontosabb funkciót a pillér felső végén lévő gyűrűs tömítés látja el: ez zárja körül a csavaros csatlakozást tartó csatlakozó darab belső részét. Ez az MP-TP (Monopile-Transition-Piece) rövidítéssel ellátott karimás tömítés a modern rendszerek esetében elérheti a nyolc-tíz méteres átmérőt. Az FST néhány éve ezt a tömítést kettős kivitelben is kínálja. A kétsoros kivitel fő előnye az ebből adódó redundancia, ahogyan Manuel Hille, a Freudenberg szakértője elmagyarázza: „Ha a két tömítés közül az egyik a szállítás vagy a beépítés során kisebb sérülést szenved, a funkció akkor is garantált. Ezenkívül a különböző kialakítások és anyagok optimálisan kombinálhatók egymással”.
A szabványos kialakításoknál az összekötő darab alsó vége és a pillér között rés marad. Egy vagy két légkamrával ellátott, rugalmas hullámtörőként kialakított gyűrűs tömítés biztosítja, hogy tengervíz ne tudjon behatolni. Ha a hézagot cementtel töltik ki, a gyűrűs tömítés a cementet a kívánt helyzetben tartja a megszilárdulás során, és megvédi a későbbi sós víz támadásától. Ezenkívül a karbantartó platformok, amelyeket gyakran a vízfelszín fölé telepítenek a monopolon belül, egy speciálisan kialakított tömítéssel védhetők a gázok behatolása ellen. Ilyen gázok képződhetnek a mólóban a tengervízben zajló biológiai folyamatok miatt.
Hosszú élettartamra tervezve
A tengeri szélerőművek alkatrészeinek élettartamával kapcsolatos elvárások az elmúlt években jelentősen megnőttek. Míg kezdetben a 25 évet tartották jó értéknek, ma már akár 35 évre is tervezik. Egy ilyen hosszú élettartamot nem lehet kizárólag próbapadi tesztekkel garantálni. A Freudenberg ezért extrapolálja a hat héten át tartó intenzív terheléses tesztek eredményeit egy adaptált Arrhenius-algoritmus segítségével. A svéd kémikusról és Nobel-díjas Svante August Arrheniusról elnevezett módszert a Freudenberg szakértői az elmúlt években következetesen továbbfejlesztették. A kémiai és fizikai hatásoknak az anyag szerkezeti-mechanikai viselkedésével való összekapcsolásával jelentősen javították az élettartam-modellt.
„A jelenleg tervezett tengeri szélerőműparkok 80 százaléka a
monopoltechnológián alapul” – becsüli Marcel Schreiner, aki az FST-nél az energiaágazat értékesítéséért felelős. „Ez egy fontos növekedési piac számunkra.” Az egyre nagyobb turbinák felé mutató tendencia – 2030-ra 20 megawattos névleges teljesítményről beszélnek – szintén amellett szól a szakértő szerint, hogy az alkatrészek kiválasztásakor különös figyelmet kell fordítani az élettartamra.
