Unia Europejska planuje zwiększyć moc morskiej energetyki wiatrowej do co najmniej 60 gigawatów do 2030 roku. Freudenberg Sealing Technologies (FST) wspiera ten cel dzięki nowoczesnym rozwiązaniom uszczelniającym, które zapewniają, że nowe turbiny wiatrowe osiągają żywotność 30 lat lub więcej pomimo trudnych warunków na morzu. Specjalne uszczelnienia opracowane i wyprodukowane przez FST, takie jak uszczelnienia monopali, chronią systemy morskie przed korozją i innymi czynnikami środowiskowymi. Od początku 2025 r. FST dostarcza również uszczelnienia Airtight Platform Seals (ATP Seals) do dużej morskiej turbiny wiatrowej u wybrzeży Holandii, która ma zostać uruchomiona do końca 2026 roku.
Unia Europejska planuje zwiększyć moc morskiej energetyki wiatrowej do co najmniej 60 gigawatów do 2030 roku. Freudenberg Sealing Technologies (FST) przyczynia się do osiągnięcia tego celu dzięki nowoczesnym rozwiązaniom uszczelniającym, a także pomaga zapewnić, że nowe turbiny wiatrowe osiągną żywotność 30 lat lub więcej pomimo trudnych warunków na morzu. Z punktu widzenia klienta ma to kluczowe znaczenie, ponieważ prace konserwacyjne na systemach offshore są nie tylko trudne, ale także niezwykle kosztowne.
Aby wytrzymać ogromne siły sztormów i huraganów na pełnym morzu, turbiny wiatrowe muszą być nieruchome i pozostawać „na twardym podłożu” przez cały okres eksploatacji. Ważną rolę odgrywają tu fundamenty wykorzystywane do zakotwiczenia wież w dnie morskim. Obecnie na Morzu Północnym odbywa się to głównie za pomocą tak zwanych „monopali”. Są to stalowe pale wbijane w dno morskie, których górny koniec wystaje z wody. Wieża systemu jest zwykle połączona ze stalowym słupem za pomocą kołnierza. Do bezpiecznego zamocowania tego kołnierza potrzebne są dziesiątki śrub od wewnątrz. Ważne jest, aby upewnić się, że wilgoć nie przedostaje się do środka i że śruby są chronione przed słoną wodą i – w konsekwencji – przed korozją.
Uszczelka pojedynczego elementu przejściowego
Najważniejszą funkcję pełni uszczelka pierścieniowa na górnym końcu pirsu: jest ona zaciśnięta w rowku między dołączonym elementem przejściowym a monopalem i zapewnia bezpieczną barierę przed wodą morską. To uszczelnienie kołnierzowe nosi nazwę Monopile Transition Piece Seal (MP-TP-Seal) i może osiągać średnicę ośmiu metrów i więcej, analogicznie do średnicy mola. Te wielkoformatowe uszczelki są w sposób ciągły wytłaczane, cięte i wulkanizowane udarowo w Lead Center Special Sealing Industry (SSI) w Weinheim.
„Na dzień dzisiejszy FST ma niezwykle silną pozycję rynkową. Większość morskich farm wiatrowych z technologią MP-TP zainstalowanych na Morzu Północnym wykorzystuje uszczelnienia MP-TP firmy FST, a my jesteśmy liderem rynku w tej dziedzinie” – mówi Christian Kohl, dyrektor ds. zarządzania produktem. Nie wszystkie farmy wiatrowe wykorzystują technologię monopali, ale wszystkie mają wewnątrz platformy, na których stoją monterzy, aby wznosić i konserwować giganty. Chodzi tu o bezpieczeństwo graczy i tutaj FST ponownie wkracza do gry. „FST produkuje tak zwane hermetyczne uszczelnienia platformy. Uszczelniają one między platformą a monopalem i zapewniają, że nic nie spadnie z wnętrza turbiny wiatrowej do morza. Jednocześnie tworzą one wstępną barierę przed wilgocią i – w zależności od projektu – przed gazami, które mogą tworzyć się w palu w wyniku procesów biologicznych i elektrochemicznych w wodzie morskiej”, wyjaśnia Kohl.
Szczelne uszczelnienia platformy
Wiodące centrum SSI i segment energetyczny General Industry Sales wygrały niedawno nowy projekt 52 morskich turbin wiatrowych z konkurencyjną firmą Trelleborg. Około 53 kilometrów od holenderskiego wybrzeża w pobliżu Ijmuiden, konsorcjum operatorów Ecowende (Shell, Eneco i Chubu) planuje budowę dużej morskiej turbiny wiatrowej zrealizowanej przez Smulders. Przy mocy operacyjnej wynoszącej około 760 MW, pokryje to około trzech procent obecnego zapotrzebowania Holandii na energię elektryczną w sposób przyjazny dla środowiska. Farma wiatrowa ma zostać uruchomiona do końca 2026 roku. „Dostarczamy uszczelki Airtight Platform Seals, w skrócie ATP Seals, firmie Smulders od początku 2025 roku”, mówi Kohl. Firma może pochwalić się ponad 50-letnim doświadczeniem w projektowaniu, produkcji, dostawie i montażu konstrukcji stalowych. Smulders był już aktywny w branży morskich turbin wiatrowych 20 lat temu, kiedy energia wiatrowa była jeszcze w powijakach.
Historia sukcesu rozpoczęła się, gdy pracownicy Freudenberg Sealing Technologies (FST) proaktywnie zwrócili się do Ramboll. Ramboll to międzynarodowa firma doradcza w zakresie inżynierii, architektury i zarządzania, która była odpowiedzialna za planowanie obiektu offshore dla Smulders i ostatecznie dla Ecowende.
Wyniki eksperckie
Ich pierwotne specyfikacje pod względem materiału i projektu były niekorzystne. Eksperci z FST ostrzegli, że nie spełnią one wymagań i doradzili nowy projekt. Branża energetyki wiatrowej stawia coraz wyższe oczekiwania co do żywotności komponentów turbin morskich, a obecnie rozważa się nawet 35 lat. Tak długa żywotność nie może być zagwarantowana dla tego zastosowania wyłącznie przez testy na stanowisku badawczym. Zmodyfikowana konstrukcja i dogłębna znajomość materiałów początkowo otworzyły klientowi drzwi. „To, co ostatecznie sprawiło, że Ramboll całkowicie przestawił się na nasze podejście, to nasza analiza FEA, obliczenia żywotności oraz nasza rozległa wiedza i doświadczenie w branży morskiej energetyki wiatrowej”, jest pewien Marcel Schreiner, dyrektor segmentu Energia. Analiza metodą elementów skończonych (MES ) to ogólna metoda stosowana w różnych zadaniach fizycznych, za pomocą której można na przykład analizować wytrzymałość i/lub odkształcenie ciał stałych.
„Po tym, jak udało nam się przekonać Ramboll do naszych alternatywnych propozycji, poinformowali oni zarówno Smulders, jak i operatorów farmy wiatrowej, a wszystkie strony zgodziły się na nasze zalecenia”, mówi Frank Schönberg, Team Leader Product Development LC SSI, patrząc wstecz. „Firma Ramboll była pod wrażeniem wiedzy specjalistycznej i kreatywności centrum zarządzania SSI, już na etapie projektowania. Przestrzeń montażowa była ograniczona, co ostatecznie zawsze jest czynnikiem ograniczającym dla systemu uszczelnień.
Kolejny bonus dla ekspertów FST: w FST wiedza i kreatywność w zakresie rozwiązań nie kończą się na podpisie na zamówieniu: „Nasi specjaliści są zaangażowani w początkowy montaż uszczelek. Dzięki temu zyskaliśmy dodatkowe punkty u klienta” – mówi Kohl.
