02 - dsd-nl 2016 - geo klantendag - workshop funderingen voor on- en offshore windmolens ii - paul...
Post on 22-Jan-2017
173 Views
Preview:
TRANSCRIPT
Windturbines op de waterkering
STW onderzoek multifunctionele waterkeringen
dr. ir. Paul Hölscher
Prof. dr. ir. Matthijs Kok
Multifuntionele Waterkeringen
• STW onderzoek (‘Perspectief’)
• Start: 1 januari 2012, duur: 6 jaar
• Integraal: techniek, risico-analyse, stedebouwkundig, landschappelijk, governance
• TU Delft (drie faculteiten), Wageningen, UTwente
• 12 promovendi, 4 postdocs
• http://www.flooddefences.nl/
Verder alleen: mag een windturbine op een waterkering worden gebouwd?
Waarom op een waterkering? Welke technische problemen?
• Video
• Probleemstelling
• Faalmechanismes
• Krachten
• Metingen
• Interpretatie
• Vervolg
Waarom windmolens op en nabij waterkeringen?
• Kosten windturbine in zee duur (factor 2)
• Landschap windturbines op lijnvormige elementen voorkomt verrommeling van het landschap (`Een choreografie van 1000 windmolens` van de Rijksadviseur voor het Landschap in 2010).
• Ook waterschappen duurzamer
Video
start de video
https://www.youtube.com/watch?v=IVbuAkZKPVI
Waar niet mogelijk
27 juni 2016
geen windturbines
bron: Waterschap Zuiderzeeland http://decentrale.regelgeving.overheid.nl
? ?
Kennisleemte: onderzoek
Relevante fases levenscyclus
0 vergunning / ontwerp
1 realisatie
2 exploitatie
3 ontmanteling
Onderzoek:
• exploitatie fase
• nieuw type constructie in de waterkering:
geen ervaring!
27 juni 2016
27 juni 2016
Extra risico’s
Windmolen is NWO+,
extra ten opzichte van andere NWO’s:
• de grootte van de constructie
• bezwijken van de constructie
• de aanwezigheid van trillingen
?
?
Hoe groot?
27 juni 2016
120 m
20 m
20 m
10 m
Hoe groot?
27 juni 2016
120 m
20 m
Turbine-ongeluk bij storm situatie
turbine buitenkern zone gondel treft kernzone (?) welke kansen?
grond-constructie interactie
bekende kansen, bekende probabilistiek
Trillingen tijdens de levensduur
In bedrijf
trillen van rotorbeweging
windbelasting op mast
permanent ->
verweking vermoeiing kiervorming
27 juni 2016
Storm situatie
rotor staat stil
stormbelasting op mast
hoogwater
golfbelasting
permanent ?
Faalmechanismes
statische dynamische
mechanisme blok palen wind wind golf
kruinhoogte + + 0 0 -
piping - 0 - - -
heave - 0 - - -
stabiliteit buitentalud - -? - - ?
stabiliteit binnentalud 0 -? - - 0
opdrijven afdeklaag - -? - - -
erosie afdeklaag - 0 - - -
verweking 0 0 - - -
breaching 0 0 - - -?
Welke krachten op een fundering?
windsnelheid [m/s]
windsnelheid m/s: - laag (0 < v < 3)
stilstand - gemiddeld (3 < v < 12)
maximalisatie opbrengst - hoog (12 < v < 25)
beperking risico - extreem (v > 25)
uitgeschakeld
Moment en horizontale kracht
Type trillingen in frequentiedomein
Trillingen in de bodem meten
Trillingen in de bodem
Verticale trillingen in de grond
fundering
vlak naast fundering
x = 1.6*Rf
x = 2.3*Rf
x = 3.3*Rf
Horizontale trillingen
fundering
x = 1.6*Rf
x = 2.3*Rf
Conclusie metingen
Meting
• in tijdsdomein versnelling 0.08 m/s2
snelheid 4 mm/s
• frequenties nabij fundering 0.2-8 Hz verder weg 2-8 Hz
Extrapolatie storm
• in tijdsdomein versnelling 0.16-0.2 m/s2
snelheid 8-10 mm/s
• frequenties nabij fundering 0.2-8 Hz verder weg 2-8 Hz
Consequenties voor ontwerp vervolg onderwerpen
• statische krachten meenemen in het ontwerp
• versnellingsafhankelijke fenomenen: trillingen weinig invloed (bv stabiliteit taluds)
• snelheidsafhankelijke fenomenen trillingen wel invloed letten op lange termijn (verdichting, zakking) (bv. kruinhoogte, piping )
vraag Deltares: Toekomst software
• Waar is behoefte aan?
• In welke vorm?
Toekomst schets
• Invloed krachten en trillingen op stabiliteit (taluds en bekleding): bij uitstek eindige elementen
• Verdichting, piping kan in eindige elementen, staat nog in de kinderschoenen
• Alternatief? ontwerpmodellen
• Koppelen met waterstroming?
• Koppelen windturbine met fundering en dijk?
top related