Gemini: Hoe werkt het?

EEN COMPLEX SYSTEEM

Gemini Windpark helpt Nederland bij het realiseren van energiedoelstellingen door 785.000 huishoudens te voorzien van duurzame energie. Dat is slimme energie.

 

Op locatie

Gemini is gebouwd met de modernste technologie, waardoor veiligheid en efficiency tijdens de bouw en het gebruik van het windpark gegarandeerd zijn.

 

Navigatie

De positie van de schepen op zee wordt gevolgd met een automatic identification transponder system (AIS). Om de veiligheid van de bouw- en onderhoudsschepen te waarborgen geeft de transponder van ieder schip elke 2 tot 10 seconden de positie, de koers, de snelheid en het geregistreerde scheepvaartnummer door. Deze gegevens worden ontvangen door schepen in de omgeving en kunnen automatisch worden geplot op een digitale kaart of radarscherm.

 

Projectmanagement op open zee

In dit project gebruiken we een internet-managementtool waarmee real-time interactieve kaarten gemaakt worden. Zo kan de actuele status van de windturbines en de locatie van medewerkers en schepen (AIS) op een zeekaart worden geprojecteerd. Alle data wordt opgeslagen voor de duur van het project. Zo ontstaat er een helder beeld van de voortgang van de activiteiten in het windpark.

Systemen

Elke windturbine start automatisch zodra de wind een snelheid van 3 tot 5 m/s (meter per seconde) bereikt. De opbrengst neemt proportioneel toe met de windsnelheid tot een snelheid van 12 tot 13 m/s, het punt waarop de turbine is begrensd op een nominaal vermogen van 4 MW.

Als de windsnelheid boven de maximumlimiet van 25 m/s komt, stopt de turbine door zijn rotorbladen parallel aan de windrichting te zetten. Als de windsnelheid weer onder de maximumwaarde komt, wordt het turbinesysteem automatisch gereset en begint de turbine weer elektriciteit op te wekken.

 

Helikopters

Met de huidige vergunningen mogen overdag helikopters worden ingezet om onderhoudstechnici naar het turbineplatform te brengen. In het ontwerp is uitgegaan van 24/7 helikopterinzet en het project is daar ook op ingericht.

 

Corrosiebescherming

Als staal in contact komt met zeewater, treedt er corrosie op. Om dat te voorkomen, is in het Gemini Windpark een geavanceerd systeem toegepast met kathodische bescherming met behulp van opgedrukte stroom. Vier elektrische anodes worden op gelijke afstand van de buitenomtrek van een transition piece geplaatst, en vier er binnenin. De combinatie van zeewater, staal en de gelijkstroom die door de anodes stroomt, creëert een neutrale omgeving voor de transition pieces en monopiles, waardoor geen corrosie optreedt.

 

2

Bij de bouw en het onderhoud van het Gemini Windpark staat bescherming van de natuur voorop. Om mogelijke verstoring van zeedieren te beperken, wordt er gewerkt volgens een geluidoverlastprotocol. Zo werd er tijdens de bouw gebruikt gemaakt van een systeem dat dieren waarschuwde middels geluiden en werden de hei-activiteiten langzaam opgevoerd.

 

3

Het offshore installatieschip Aeolus van Van Oord heeft alle onderdelen (monopiles, transition pieces, blades, torens en turbines) naar het park vervoerd en vervolgens geïnstalleerd.  De Aeolus kan op vier poten boven zeeniveau staan en kan in water tot 55 m diep werken. Het vaartuig kan drie monopiles en transition pieces vervoeren en installeren voordat het terug moet naar de haven om nieuw materieel te halen.

 

1

Het GPS-gestuurde valpijpschip Stornes van Van Oord, kan een vracht van 26.000 ton vervoeren. Aangekomen op de juiste plek stort de Stornes 2000 ton beschermingsmateriaal op de zeebodem op de plaats waar een monopile in de bodem wordt geheid. Dit materiaal vormt een 1,5 m dik steenbed met een diameter van ongeveer 30 m, dat ervoor zorgt dat er geen erosie optreedt rond de monopile.

 

5

Transition piece installatie

1  Na het plaatsen van de monopile werd de transition piece erop gehesen en bevestigd.

2 De transition piece wordt geplaatst tot die volledig verticaal staat en vervolgens met mortellijm vastgezet op de monopile.

 

Alle externe elementen, zoals de aanlegplaats, ladders en werkplatform, waren al voor installatie aan de transition piece bevestigd.

 

 

7

Nadat de kabel op de zeebodem is gelegd, is deze met een op afstand bestuurd voertuig (remotely operated vehicle, ROV) ingegraven. De ROV graaft een sleuf in de zeebodem en legt de kabel er direct in. De kabel komt in een 1,5 m diepe sleuf te liggen die binnen enkele dagen vanzelf weer opgevuld wordt door de natuurlijke sedimentatie van de zeebodem.

 

6

Na de instalatie van de transition piece en voor het plaatsen van windturbine, is de elektrische verbindingskabel aangelegd. Een speciaal systeem beschermt de kabel tegen schuren over stenen op de zeebodem. De kabel komt in de monopile binnen en wordt binnendoor naar boven geleid, naar het schakelpaneel onder in de transition piece boven een luchtdicht platform.

 

8

In het windpark staan twee strategisch geplaatste Offshore High Voltage Stations (OHVS). Elk station verzamelt de elektriciteit die wordt opgewekt door 75 turbines, transformeert deze van 33 kV naar 230 kV en transporteert deze vervolgens via de exportkabel naar het elektriciteitsstation op het land.

 

4

Monopiles installatie

1 Na aankomst in het windpark bepaalt de Aeolus de locatie van elke turbine (op 10 cm nauwkeurig van de gps-coördinaten).

De 990-ton kraan van de Aeolus hijst de voor elke locatie specifiek gemaakte monopile met hulp van een tweede kleinere kraan vervolgens in een verticale positie.

2 Bij het afzinken van een monopile naar de zeebodem wordt de positie ervan nog bijgestuurd tot op enkele centimeters van de gps-locatie.

3 Als de monopile op zijn plaats staat, wordt hij 30 tot 40 meter diep in de zeebodem geheid, tot de bovenkant 5 m boven het laagste astronomische getij staat. Tijdens het heien werd de verticale positie van de monopile voortdurend door de technici in de gaten gehouden.

 

De speciaal voor dit project ontwikkelde monopiles lopen naar boven smaller toe. De diameter aan de basis varieert van 6,6 m tot 7 m, terwijl de top een diameter van 5,5 m heeft. Door deze vorm is de golfbelasting minder groot en kunnen voor alle monopiles dezelfde flenzen en onderdelen worden gebruikt.

 

10

De Nexus- speciaal ontwikkeld voor het Gemini Windpark – kan 5000 ton (40 km) elektriciteitskabel op een gigantische rol vervoeren. De kabel werd voorzichtig afgerold en op de zeebodem gelegd. Medewerkers aan boord zorgden dat de kabel voldoende speling had voor oneffenheden en fluctuaties in de bodem.

 

12

De kabellegger Vetag 8 is ingezet om de exportkabel door de ondiepe wateren en getijdezones tussen Eemshaven en Rottumeroog richting het land te brengen. Dit ponton heeft geen eigen aandrijving, is volledig te ballasten en wordt aan de voorzijde getrokken.

 

11

Het aan elkaar koppelen van de delen van de exportkabel gebeurde aan boord van een gespecialiseerd schip, de Scheldeoord. De koppelingen zijn met de hand gemaakt en ingepakt met 'offshore joints'. Voor elke koppeling waas een team van vier personen zeven dagen aan het werk.

 

13

De Nessie V werd op locatie voorzien van 3000 meter kabel. De Nessie V is een kabeltransporter die de exportkabel direct voor de sleufgraver afwikkelt. Het schip werkt samen met de Nessie II (zie 14) Met twee sporen van 2,75 m breed creëert de Nessie V een lage gronddruk, waardoor de milieu-impact van het kabelleggen in zachte ondergrond beperkt blijft.

 

9

De Wind turbine

Na het leggen van de verbindingskabels, begon de speciaal voor dit doel omgebouwde Aeolus met het transporteren, takelen en assembleren van de laatste onderdelen.

Eerst werd de toren op de transition piece getakeld en met bouten vastgezet. Daarna werd de 140 ton zware gondel op de toren gehesen en vastgezet, en tenslotte de drie rotorbladen, die een voor een naar boven zijn getakeld. Na installatie werden de elektriciteitskabels aangesloten en is de turbine klaar voor gebruik.

Het innovatieve ontwerp van de bladen kan harde windstoten absorberen doordat de bladen enigszins meebuigen en een deel van de wind verloren laten gaan, waardoor er meer energie gewonnen kan worden, het systeem langer meegaat en de energiestroom stabieler is.

 

Onderhoudstechnici kunnen in de turbines komen via het helikopterplatform boven de gondel of via de toegang op de transition piece, die beveiligd is met relingen zodat het ook bij ruwe zee mogelijk is om in de toren te komen.

 

 

15

Het station op het land (LHVS) zet de elektriciteit van de exportkabels om naar een hoger voltage (380 kV) en levert de elektriciteit aan het hoogspanningsnet van TenneT.

 

Gemini Windpark produceert elektriciteit voor meer dan 1,5 miljoen mensen. Dat staat ongeveer gelijk aan alle inwoners van de drie noordelijke provincies.

 

 

14

De Nessie II is een sleufgraver voor getijdezones. Speciaal ontwikkelt om de milieu-impact in kwetsbare kustgebieden zoveel mogelijk te beperken en is goedgekeurd voor een milieuvriendelijke methode voor het leggen van kabels.