Sobald die Welt für den Klimawandel und alle damit verbundenen Probleme aufgewacht war, suchten die Menschen nach alternativen Energiequellen. Der hohe Kohlendioxidgehalt in der Atmosphäre und das „Peak Oil“ haben Ingenieure weltweit dazu herausgefordert, neue Lösungen zu erfinden. Das hohe Energiepotential von Wind und Sonne wurde immer mehr erkannt und genutzt. Leider sind dies aufgrund des sich schnell ändernden Klimaumfelds Quellen mit unvorhersehbaren Ergebnissen.
Ozeane machen 71% der Erdoberfläche aus und wurden schließlich als die beste zukünftige Energiequelle anerkannt. Die Leistung von Gezeitenturbinen, die die kinetische Bewegung von Ebbe und Flut erfassen und in Energie umwandeln, basiert auf natürlichen Regelmäßigkeiten, die geplant und gesteuert werden können.
Gezeitenturbinen sind an Stellen mit dynamischen Strombewegungen am Meeresboden angebracht. Jede Turbine besteht aus Generator, Rotorblättern, Nabe und Fundament. Es sieht wie eine Unterwasserwindmühle am Meeresboden aus. Die wichtigsten strukturellen Prinzipien und Entwurfskriterien hängen vom zu erreichenden Leistungsniveau, der Meeresbodenoberfläche, der Installation und Wartung ab. Die Art und Weise, wie die fertige Turbine am Meeresboden befestigt werden sollte, spielt eine wesentliche Rolle, da starke Strömungen eine äußerst aggressive Umgebung sein können. Das Fundament muss die Turbine stabil halten, damit sie sicher und effizient arbeiten kann.
Bisher sind die häufigsten Methoden zur Anpassung einer Gezeitenturbine an den Meeresboden Pfahlstrukturen und schwerkraftbasierte Strukturen. Selten werden suction bucket anchors und festgemachte schwimmende Strukturen verwendet, die für tieferes Wasser vorzuziehen sind. Es gibt auch mehrere Hybridprojekte wie Schwerkraft- und Mantel-Monopile-Hybride und Stativstrukturen.
Monopiles
Gebohrte oder gehämmerte Monopiles wurden erfolgreich für Wind-Offshore-Turbinen eingesetzt. Da es sich um bekannte Mechanismen mit nachverfolgter Leistung handelt, wurden sie von der Gezeitenturbinenindustrie leicht übernommen. Obwohl Monopiles eine starke Unterstützung bieten, weisen sie auch einige Nachteile auf. Die seitlichen Bewegungen entlang des Monopiles aufgrund der Strom- und Wellenbelastung können zu Defekten führen, die zu Ermüdungsrissen führen und Sprödbrüche hervorrufen können. Ein weiteres bekanntes Problem ist der Mörtel, der die Lücke zwischen dem Übergangsstück und dem Monopile füllt. Ein Fehler in der Fugenmasse hat bei vorhandenen Turbinen mit Monopile-Fundamenten zu einem mehrfachen Ausfall geführt.
Bohrpfähle erfordern auch ein detailliertes Tiefenprofil und geophysikalische Untersuchungen. Die komplizierte Konfiguration erfordert erfahrene Arbeitskräfte, Maschinen und verschiedene Werkzeuge, um den Meeresboden zu durchbohren. Schließlich führt dieses Eindringen zu einer irreversiblen Beschädigung der Oberfläche. Das vorletzte Anliegen aller Schiffsingenieure ist die Wartung der Gezeitenturbinen nach deren Installation. Bis heute müssen alle vorhandenen gebohrten oder gehämmerten Fundamente geplant, bedingt und korrekt gewartet werden, da sie aus vielen Komponenten bestehen, die durch Korrosion oder starke Strömungen leicht beschädigt werden können. Das Entfernen, Einstellen oder Austauschen ist teuer und zeitaufwändig.
Schwerkraftfundamente
Schwerkraftbasierte Strukturen sind eine weiterer weit verbreiteter Typ von Gezeitenturbinenfundamenten. Durch zusätzlichen Ballast bleiben sie durch ihre eigene Schwerkraft stabil. Da diese Strukturen den Meeresboden nicht durchdringen, müssen die Umkippmomente sorgfältig abgewogen werden. Wenn das schwerkraftbasierte Fundament aus Beton besteht, wäre eine massive Tragstruktur erforderlich, was zu hohen Material- und Logistikkosten führen würde. Obwohl diese Struktur kein Eindringen erfordert, kann der Fußabdruck den Meeresboden beschädigen.
Die bessere Lösung
Auf der Suche nach einer besseren Alternative hat SABELLA eine neue Generation von Gezeitenturbinen erfunden, die Perfektion durch robuste, aber sehr einfache Konstruktion garantiert. Das Schlüsselelement dieses neuen Mechanismus ist der Gezeitenturbinen-Ballast der FMGC. Im Allgemeinen ist dies eine Schwerkraftbasis, die durch hochbeständigen Ballast aus Grauguss ausgeglichen wird.
Gusseisen-Ballast ist im Vergleich zu Beton eine bessere Lösung, da er 4 bis 5 Mal dichter als Beton ist und das Zielgewicht auf weniger Platz und Volumen im Vergleich zu Beton erreicht.
Um den Aufprall eines Beton-Schwerkraftfundaments zu vermeiden, verfügt der FMGC-Gezeitenturbinenballast über eine Stativstruktur für eine bessere Seitenstabilität, Steifigkeit und umweltfreundliche Installation. Die Einfachheit dieser Konstruktion minimiert das Risiko von Beschädigungen oder Ermüdungserscheinungen. Nachdem der Ballast der Gezeitenturbinen am Fundament befestigt wurde, platziert ein Kran die Turbine an der gewünschten Stelle. Eingehende geophysikalische Untersuchungen sind nicht erforderlich, und auch nach dem Entfernen der Turbine sind auf der Meeresbodenoberfläche noch Spuren vorhanden.
FMGC-Gezeitenturbinen-Ballast bietet strukturelle Zuverlässigkeit bei geringerem Einfluss auf den Meeresboden im Vergleich zu anderen schwerkraftbasierten Fundamenten. Unsere Ingenieure sind bereit, jede technische Herausforderung zu lösen und bieten innovative Lösungen für perfekte Leistung.