Snabbare installation av vindkraftverk

Det tar mindre än en halvtimme att fälla in och ut tätningen som aktiverar IRIS. Den första installationen genomfördes sommaren 2024 i en stor havsbaserad vindkraftspark utanför Nord- och Sydamerika. Målet har hela tiden varit att hålla nere installationstiden ute på havet.

– Varje timme till havs är dyrbar när fartyg och besättningar är i drift. Därför har vi designat en lösning som i stället kan monteras på land, förklarar Jurriaan van den Berg, designingenjör och projektansvarig. Fördelen med den här lösningen är att den kan aktiveras snabbt och kräver minimalt arbete till havs.

Banbrytande design
Det som gör IRIS-lösningen unik är att den ersätter behovet av svetsade stålringsfästen, som länge varit standard för att fästa tätningar i övergångsstyckena på monopilefundament, de vanligaste fundamenten vid havsbaserad vindkraft. Tätningen har i stället förborrade hål och fästs med bultar och klämlister.

Ytterkanten består av en flexibel flik som hänger vertikalt i övergångsstycket och bildar en lufttät förslutning när den fälls horisontellt mot monopile-väggen. På så sätt hindras klorider, vätesulfid och andra gaser från det inbyggda korrosionsskyddet att tränga in i turbintornet.

– Korrosionsskyddet är avgörande för att stål och färg ska hållas intakt. Nackdelen är att det skapar gaser som man varken vill ha där människor arbetar eller nära känslig elektrisk utrustning, säger van den Berg.

Konstruktörer av vindturbiner har länge letat efter en lösning som inte kräver stålringsfästen. De svetsade fogarna som håller fästena på plats riskerar att spricka och släppa in gaser i tornet. Dessutom är de dyra, tunga och tidskrävande att installera till havs.

IRIS-tätningen är bara 15 millimeter tjock och sex meter i diameter, och väger inte mer än 300 kilo. För att göra fliken smidig nog att fällas in och ut har polymerblandningen finjusterats, vilket inneburit vissa avvägningar i fråga om styrka och trycktålighet. Trots det visar Trelleborgs omfattande tester att tätningen står emot även de mest krävande väder- och havsförhållanden, och förblir effektiv under hela den förväntade livslängden på 30 år för en havsbaserad vindkraftsturbin.

Från idé till verklighet
Det var i slutet av 2021 som Trelleborgs designteam fick frågan om att ta fram en alternativ lösning till stålringsfästena. Det initiala arbetet genomfördes tillsammans med en välkänd konsult inom vindkraftsindustrin som presenterade designen för sin kund, ett av de stora energibolagen. Kunden såg tillräckligt mycket potential för att satsa på mer omfattande tester och valde till slut att bygga in lösningen i den färdiga turbinkonstruktionen.

– I branschen är det vanligt att tidigt undersöka olika alternativ och sedan genomföra riskanalyser vid vissa steg. Om risknivån bedöms vara för hög överger man oftast den nya lösningen, och återgår till en mer konventionell variant, förklarar van den Berg.

Att IRIS-konceptet tog sig igenom processen är ett tydligt bevis på det gedigna design- och testarbete som Trelleborg och designpartnern la ner redan från de första skisserna.

– Det gav projektägaren tillräckligt med förtroende för att våga satsa på lösningen. Trelleborg fick uppdraget att ta fram en del av designen, något vi genomförde under två intensiva sommarmånader 2023.

Efter det ägnade ägaren månader åt att granska resultaten innan man beställde fullskaletester av tätningen, som genomfördes ett år efter att designarbetet var klart. På kort tid tillverkade Trelleborgs fabrik i Shanghai en prototyp, som skickades till ett europeiskt varv där Trelleborg tillsammans med sina partners kunde testa den på en fullskalig modell av ett övergångsstycke.

Enligt van den Berg användes testprocessen för att undersöka hur mycket tryck tätningen klarar, hur enkel den är att fälla ut och installera samt hur mycket den ”fjädrar tillbaka”. Testerna bekräftade de beräkningar som Trelleborg gjort och övertygade ägaren om att behålla tätningen i det färdiga projektet.

Lagarbete bakom framgången
Nu är IRIS på plats i de 50 turbiner som ingick i det första projektet, och intresset växer från fler designkonsulter och energibolag, särskilt efter att lösningen presenterades på WindEurope-mässan i Köpenhamn i april.

För van den Berg har nyckeln till framgången varit Trelleborgs förmåga att samarbeta, både internt mellan länder och divisioner och externt med designbolag och projektägare.
– Det har krävts ett enormt lagarbete inom Trelleborg för att få fram och utveckla tätningen. Designbolaget har varit ett stort stöd, och från tillverkningssidan har fabriken i Shanghai spelat en avgörande roll. Genom alla steg har vi arbetat i olika delteam men ändå lyckats driva projektet tillsammans. Det ser jag som den största framgången, och i dag kan vi också se de konkreta resultaten, säger han.

Skribent: Richard Orange
Foto: Getty Images & Trelleborg