Inginerii Mammoet au derulat o operaţiune logistică complexă de transbordare cu macarale şi transport a fundaţiilor de turbine eoliene în Marea Baltică

Turbinele eoliene maritime au ajuns la puteri tot mai mari în ultimii ani, evoluând de la doar câteva sute de kW putere acum două decenii până la 15 MW putere actuală a turbinelor produse în serie, la scară mare, şi chiar mai mult a celor viitoare. Acum doi-trei ani numărul parcurilor eoliene maritime aprobate în Europa era la apogeu, iar la începutul anului 2023, compania daneză Vestas a instalat primul exemplar al noii celei mai puternice turbine eoliene din lume de la acel moment, de model V236-15.0 MW, cu o putere de 15 MW, pentru testare pe un poligon specializat din Danemarca. Acest model de turbină avea să devină rapid cel mai căutat în Europa, datorită randamentului său excepţional şi puterii imense. În perioada care a urmat foarte multe parcuri eoliene maritime noi europene şi americane au ales acest model de turbină. În octombrie 2023, scriam că Polonia a aprobat construcţia primului său parc eolian maritim, în Marea Baltică, cu folosirea în premieră a turbinelor Vestas de 15 MW. Asta însemna că parcul eolian polonez, numit Baltic Power, reprezenta prima comandă fermă plasată pentru noul model de turbină eoliană. Ei bine, întrucât industria turbinelor eoliene a operat în ultimii ani cu o coadă mare de aşteptare, aceste turbine au fost livrate abia de curând, şi tot atunci a demarat şi instalarea lor în Marea Baltică. Deci, acele parcuri eoliene anunţate acum 2-3 ani sunt în plin proces de construcţie abia acum, iar odată cu noile turbine vin şi noile provocări logistice. Inginerii Mammoet, compania probabil cea mai specializată din lume în operaţiuni dificile de transport, au dezvăluit de curând detaliile operaţiunii complexe de transbordare şi transport, cu macarale şi platforme mobile, a fundaţiilor de turbine eoliene pentru acest parc eolian polonez din Marea Baltică.

Parcul Baltic Power cuprinde 76 de turbine eoliene Vestas, de 15 MW, ceea ce-i aduce puterea totală instalată la 1.140 MW. Fiecare asemenea turbină are nevoie de o fundaţie proprie, iar alte două fundaţii sunt necesare pentru staţia electrică de transformare a curentului, pentru transportul electricităţii pe ţărm. Asta face ca numărul total al fundaţiilor necesare acestui parc eolian să fie de 78. Apropo, acest parc eolian e unul din puţine moderne care nu foloseşte curent continuu HVDC în transport, ci curent alternativ, datorită distanţei relativ mici faţă de ţărm.

Cei de la Mammoet spun că în domeniul lor se simt cel mai bine provocările inginereşti care vin odată cu creşterea puterii acestor turbine. La prima vedere, sună frumos şi simplu că o turbină nouă are 15 MW în loc de 9 MW, 13 sau 14 MW, cât aveau modelele mai vechi, dar această putere mai mare vine cu modificări constructive enorme.

În primul rând o turbină mai puternică are de obicei şi pale mai lungi, care măresc aria de vânt captat. O arie mai mare face ca forţa totală pe care o poate „procesa” turbina să fie mai mare şi, bineînţeles, e nevoie de un generator electric mai puternic în nacelă, cu mai multe tone de magneţi permanenţi şi bobine. Astfel, nacela central devine mai grea.

Dar puterea mai mare şi aria crescut înseamnă şi faptul că turnul turbinei şi fundaţia ei trebuie să poată rezistenţă structurală mai mare, pentru a se opune acestor forţe imense şi a menţine turbina şi centrul ei fixe. Toată această sarcină e complicată de braţul imens al forţei, or, aproape toată forţa asupra turnului şi fundaţiei e aplicată în centrul elicei, adică la capătul turnului, care e de obicei la circa 120-130 metri deasupra apei, la care se mai adaugă şi adâncimea apei. Respectiv, un turn trebuie să reziste unei forţe imense concentrate la vârful său, iar asta înseamnă că aceste creşteri de putere induc inevitabil şi creşterea rigidităţii structurii acestor turnuri, cu mai mult material folosit în ele.

Iar inginerii Mammoet au dezvăluit acum detalii pe care nu le prea arată nimeni din culisele acestor procese. Ceea ce au trebuit să transporte acum Mammoet sunt tuburile monopil, partea care se fixează de structura centrală a fundaţiei propriu-zise şi formează împreună cu ea elementul de fundaţie a turbinei. Există o structură brută care se introduce prin forare în solul de la fundul mării, iar în acea structură se introduce şi fixează tubul monopil, care porneşte astfel de la un nivel mai jos de fundul mării, din pământ, şi ajunge până la suprafaţa mării. Abia deasupra apei de tubul monopil se fixează segmentul de tranziţie şi şi apoi turnul central mai subţire. Tocmai de asta, adeseori tubul monopil e considerat împreună cu structura brută subterană drept fundaţia turbinei eoliene.

Pentru noul parc eolian polonez din Marea Baltică tuburile monopile măsurau până la 86,3 metri lungime şi cântăreau până la 1.680 tone! Deci, doar pentru un singur asemenea element al unei singure turbine e nevoie de 1.680 tone de material! Diametrul unui asemenea tub e de 9,1 metri.

Tuburile au fost fabricate în Germania, în Nordenham, la compania Steelwind. E o companie relativ nouă, care există din 2014, dar care şi-a făcut deja o bună reputaţie pentru calitatea fundaţiilor şi ea produce de obicei şi structurile brute inserate în pământ, şi tuburile monopil.

Nordenham are ieşire la Marea Nordului, însă acest fundaţii şi tuburi trebuiau să ajungă în Marea Baltică. Insula daneză Bornholm a fost aleasă ca punct intermediar logistic, mai ales că portul Ronne de pe această insulă oferea spaţiile logistice necesare pentru instalarea utilajelor necesare.

De la fabrica din Germania, tuburile imense au fost transportate pe barje speciale către portul Ronne. Doar 3 asemenea tuburi grele puteau fi încărcate pe o singură barjă, deci a fost nevoie de 26 de transporturi pentru cele 78 de turburi.

În portul Ronne a avut loc cea mai dificilă parte a logisticii — transbordarea lor, cu depozitarea temporară şi transportul terestru pe teritoriul portului. Fiecare asemenea tub uriaş de până la 1.680 tone a trebuit ridicat cu macarale şi plasat pe platforme autopropulsate pentru transport agabaritic, numite SPMT. Aceste platforme sunt proiectate de către cei de la Mammoet şi aveau câte 78 axe! Toate cele 78 de axe erau complet viratoare, şi puteau acoperi orice unghi de virare.

Aceste SPMT-uri aveau suporturi special pregătite pentru forma cilindrică a tuburilor, care să distribuie corect greutatea, fără a le suprasolicita propria structură a tuburilor. Iar aceste suporturi puteau ridica uşor tuburile în aer, pentru a le plasa apoi pe suporturile de depozitare temporară în port.

În port, tuburile monopil primeau un dop etanş, pentru a li se asigura flotanţa pe apă. Monopilul etanş devenea astfel plutitor, după care două macarale imense îl plasat direct pe apă, pentru o perioadă de verificare a etanşeităţii sale. Iar ulterior, tuburile monopil erau remorcat direct pe mare spre locul parcului eolian.

Odată ajunse la locaţia parcului eolian, aceste tuburi etanşe ajungeau să fie predate navei specializate, Svanen, care e efectiv o macara plutitoare cu balast puternic, capabilă să ridice şi să manevreze obiecte uriaşe.

Capacitatea ei de ridicare e de 5.705 tone, iar macaraua sa poate ridica obiecte până la 72 metri înălţime. Este, deci, o macara excepţional de puternică şi capabilă, având 17 motoare generatoare de electricitate în total, dar toate cu rol uşor diferit. Operarea normală a macaralei în muncă presupune folosirea a 10 MW de putere electrică.

Cele două macarale din port, proiectate şi deţinute de Mammoet şi numite MTC 1600, erau la fel de impresionante, întrucât sunt concepute pentru a ridica 1.600 tone fiecare. Ele au muncit în tandem la acest proiect, aşa că greutatea de 1.650 tone a unui tub le-a fost pe măsură. Mai mult ca atât, inginerii Mammoet spun că ei deja se pregătesc de următoarele generaţii de turbine eoliene, care vor avea nevoie de tuburi monopile de peste 2.000 tone de oţel, iar aceste macarale vor fi deja capabile să gestioneze şi asemenea greutăţi. De asemenea, inginerii Mammoet spun că în 2024 ei au ajutat şi la actualizarea tehnică a navei Svanen, pentru a-i face macaralele ei mai capabile de noile cerinţe.

E curios că iniţial inginerii Mammoet nu erau convinşi că macaralele MTC 1600 vor fi suficient de puternice încât să ridice tuburile direct de la barjă şi prevăzuseră un proces de transfer direct de pe barjă pe platformele cu multe axe. Dar acest proces era lent, întrucât barja trebuia echilibrată în timp real în timp ce greutatea se mişca pe suprafaţa ei. Pe urmă, însă, s-a constatat că macaralele sunt mai mult decât puternice şi pot ridica tuburile direct mult mai rapid.

Iar marea fascinaţie de aici e că această operaţiune complexă nu a presupus un singur proces, făcut o singură dată, ci sistematizarea şi repetiţia ori de multe zeci de ori, chiar dacă de fiecare dată era nevoie de atenţie şi prudenţă, specifică manevrării unor obiecte atât de mari.

În schimb, un asemenea proiect e în stare să schimbe esenţial sistemul energetic al unei ţări. Noul parc eolian ar putea produce peste 6 TWh de electricitate anual, la parametrii declaraţi ai turbinelor pentru condiţii prolifice. Polonezii sunt mai rezervaţi şi au estimat din start o producţie anual de 4 TWh de electricitate, iar asta înseamnă 3% din toată producţia de electricitate a Poloniei. Când vorbind de energetică, însă, orice proiect care poate asigura dintr-o mişcare 3% din energia unei ţări mari e unul colosal, mai ales că aici vorbim de ordinul gigawaţilor de putere totală. Cei 4 TWh ar acoperi 95% din întregul consum anual al Moldovei spre exemplu — prin urmare un singur asemenea proiect ar rezolva o problemă la scara unei întregi ţări ca Moldova. Iar această scară imensă a lucrurilor face ca tot efortul logistic şi financiar să fie justificat în cele din urmă.

De curând, cu doar câteva zile în urmă, parcul eolian Baltic Power a atins etapa când a furnizat prima electricitate în reţea, deşi încă o parte din turbinele sale mai trebuie instalate şi conectate. În toamnă, însă, acesta va ajunge la puterea sa deplină, cu toate turbinele complet funcţionale.