NO328838B1

NO328838B1 - Anordning og fremgangsmate ved vindgenerator

Info

Publication number: NO328838B1
Application number: NO20082860A
Authority: NO
Inventors: Karel Karal; Sigurd Ramslie
Original assignee: Seatower As
Priority date: 2008-06-20
Filing date: 2008-06-20
Publication date: 2010-05-25
Also published as: EP2310670A2; CN102124214A; CA2728430C; NO20082860L; KR20110030628A; DK2310670T3; WO2009154472A2; BRPI0914148A2; US20110305523A1; KR101399983B1; EP2310670B1; WO2009154472A3; ES2431583T3; CA2728430A1; CN102124214B

Abstract

Understøttelseskonstruksjon for bruk i vindmølleparker til havs, og en metode for fabrikasjon og installasjon av denne, bestående av et fundament (4; 4') til installasjon på en havbunn (3) under en vannmasse (2) og et tårn (7) som er forbundet med og strekker seg opp fra fundamentet og som er i stand til å understøtte minst en utstyrsenhet (5). Fundamentet (4; 4') omfatter et bunnplateelement (14) og en vegg (23, 54) som strekker seg opp fra bunnplateelementet (14), og derigjennom definerer et primært hulrom (15) som kan holde ballast (19) og gi oppdrift under uttauing og installasjon. Fundamentet (4, 4') omfatter et skjørt (1 8) som strekker seg ned omkretsen til bunnplateelementet (14) eller dennes nærhet, og som derigjennom definerer minimum ett kammer (1 7a-c) under fundamentet (4; 4').

Description

Foreliggende oppfinnelse angår konstruksjoner til understøttelse av havbaserte vindturbiner og liknende utstyr. Nærmere bestemt vedrører oppfinnelsen en understøttelseskonstruksjon til bruk i vindmølleparker til havs, omfattende et fundament til installasjon på en havbunn under en vannmasse og et tårn som er forbundet med og strekker seg opp fra fundamentet og som er i stand til å understøtte minst en utstyrsenhet; samt en fremgangsmåte for fabrikasjon av understøttelseskonstruksjonen og en fremgangsmåte for installasjon av understøttelseskonstruksjonen.

Den økende etterspørselen etter utnyttelse av fornybare energikilder øker etterspørselen etter generering av vindkraft til havs, der vindforholdene er mer gunstige enn på land og miljøkonsekvensene er mindre. Det er et økende behov for konstruksjoner som kan understøtte tunge vindturbiner i en betydelig høyde over havflaten. Understøttelseskonstruksjonen består av skaft/tårn innfestet i havbunnen enten direkte ved hjelp av et fundament, eller ved at konstruksjonen flyter og forbindes med havbunnen ved hjelp av et ankersystem. Foreliggende oppfinnelse angår den førstnevnte type, det vil si bunnfaste understøttelseskonstruksjoner.

De typiske bunnfaste understøttelseskonstruksjoner for vindturbiner i praktisk bruk, planlagt brukt og beskrevet i offentlig tilgjengelige kilder har, generelt sett, følgende egenskaper: 1. Krevende installasjonsprosedyre der tårnet påsettes på stedet på et på forhånd installert fundament 2. Fundamentet festes til havbunnen ved borede/drillede eller rammede pæler Eksisterende løsninger som bruker tyngdekraften til å feste konstruksjonen til havbunnen i stedet for pæler er kjent for sine betydelige bruksbegrensninger tilknyttet deres vekt, vanndyp på installasjonsstedet samt vanndyp på sjøsettingsstedet og langs transportruten.

EP 1 429 024 beskriver en understøttelseskonstruksjon for en havbasert vindturbin, omfattende en senkekasse (caisson) støttet av flere søyler drevet ned i havbunnen og utsatt for strekk- og trykklaster. Utvalgte søyler er pælet i en vinkel avvikende fra vertikalen. Senkekassen understøttes under vannflaten men over havbunnen.

WO 03/080939 beskriver en fundamentstruktur for et vindturbintårn eller lignende, for installasjon på havbunnen. Fundamentkonstruksjonen kan manøvreres til installasjonsstedet ved hjelp av et fartøy og separate (og avtagbare) oppdriftsanordninger. Disse oppdriftselementene må være nokså store for å sikre stabilitet. På installasjonsstedet senkes konstruksjonen til havbunnen og en pumpemekanisme brukes for å senke en nedre del av konstruksjonen (f.eks. skjørt) ned i havbunnen. Når fundamentstrukturen er forankret (eller pælet) på sin plass på havbunnen er den i stand til å understøtte vindturbintårnet.

De over beskrevne løsninger tenderer til å medføre høye totale kapitalinvesteringskostnader, dvs. totale kostnader for fabrikasjon, sjøsetting, transport og installasjon.

Det er derfor frembrakt en understøttelseskonstruksjon til bruk i havmøllesektoren, omfattende et fundament til installasjon på en bunn under en vannmasse og et tårn som er forbundet med og strekker seg opp fra fundamentet og som er i stand til å understøtte minst en utstyrsenhet, kjennetegnet ved at fundamentet omfatter et bunnplate-element og en vegg som strekker seg opp fra bunnplate-elementet, og derved definerer et første hulrom som kan romme ballast og gi oppdrift under uttauing og installasjon.

Tårnet er fortrinnsvis forbundet med fundamentet via en nedre del av tårnet som er festet til bunnplate-elementet og forbundet med fundamentet gjennom festeanordninger som er forbundet med i det minste en øvre veggseksjon.

Fortrinnsvis omfatter fundamentet et omkretsskjørt som strekker seg ned fra bunnplate-elementet, og derved definerer minst ett kammer under fundamentet. Fortrinnsvis er det minst ene kammeret inndelt i ytterligere kamre ved hjelp av skjørt som strekker seg ned fra bunnplate-elementet og fortrinnsvis strekker seg radialt fra et sentralt parti på bunnplate-elementet til respektive områder på omkretsskj ørtet.

I en utførelse omfatter fundamentet en takkonstruksjon som strekker seg mellom den øvre veggen og tårnet, og derigjennom inneslutter det første hulrommet. I én utførelse omfatter takkonstruksjonen et ytre skall og et indre skall som definerer minst ett andre hulrom seg imellom, der det indre skallet vender mot det første hulrommet. Det andre hulrommet er fortrinnsvis fylt med et materiale så som betong. I en annen utførelse er takkonstruksjonen formet ved betongstøp vha. ordinær forskaling, eller av metallplater i kun ett skall.

I én utførelse omfatter bunnplate-elementet og veggen et ytre skall og et indre skall som definerer minst ett andre hulrom seg imellom, der det indre skallet også vender mot det første hulrommet. Det andre hulrommet er fortrinnsvis fylt med et materiale så som betong. I en annen utførelse er den øvre veggen formet ved betongstøp vha. glideforskaling, eller av metallplater i kun ett skall.

I én utførelse omfatter understøttelseskonstruksjonen en flytende stabilitetsanordning frigjørbart og glidbart festet til fundamentet, hvorved konstruksjonens stabilitet sikres under slep og under den del av installasjon der takkonstruksjonen forflyttes fra en posisjon over vann til delvis eller helt nedsenket tilstand. Fortrinnsvis omfatter den flytende stabilitetsanordningen en tilbaketrukket del med øvre og nedre endestoppere for samvirke med en flens på fundamentet, hvorigjennom det flytende stabilitetselementets glidende bevegelse begrenses av nevnte øvre og nedre endestoppere. Videre omfatter den flytende stabilitetsanordningen fortrinnsvis minst ett indre hulrom for selektiv tilførsel og fjerning av et ballasteringsfluid, så som vann.

Det er videre frembrakt en fremgangsmåte for fabrikasjon av den oppfunne understøttelseskonstruksjonen, omfattende frembringelsen av en bunnplate med nedoverrettede skjørt, til et fabrikasjonsområde på land, kjennetegnet ved følgende trinn: a) bygge en omkransende nedre vegg fra bunnplaten for å danne en nedre del av fundamentet, der denne nedre veggen har en vertikal utstrekning dimensjonert i henhold til oppdriftskravene for den ferdigstilte understøttelseskonstruksjon; b) plassere den nedre delen i flytende posisjon på vannmassen;

c) bygge den øvre veggen; og

d) sammenkoble tårnet med fundamentet ved å feste en nedre del av tårnet til

bunnplate-elementet og ved å koble en del av tårnet via festeanordninger til i det

minste en øvre del av fundamentets vegg.

I en utførelse av den oppfunne fremgangsmåten strekkes en takkonstruksjon mellom den øvre vegg og tårnet, hvorved det første hulrommet innesluttes.

Det er også frembrakt en fremgangsmåte for installasjon av den oppfunne understøttelseskonstruksjonen, kjennetegnet ved følgende steg: slepe konstruksjonen i en flytende tilstand til installasjonsstedet, og overføre konstruksjonen fra en flytende tilstand til en installert tilstand ved fylling av ballast i det første hulrommet inntil konstruksjonen er installert på havbunnen.

Dersom det anses nødvendig, omfatter installasjonsmetoden å bevege fundamentet til en hovedsakelig vannrett tilstand ved å injisere en gysemasse ("grout") inn i utvalgte kamrene som defineres av skjørtene under bunnplate-elementet.

Oppfinnelsen innfører et antall parametere og konstruksjonsmessig kompatibilitet ved anvendelse av forskjellige materialtyper som kan brukes til å optimalisere leveranser av bruksklare understøttelsessktrukturer for havmølleparker. Følgende fordeler oppnås: 1. Ferdigstillelse og igangkjøringsarbeid (commissioning) kan i høy grad gjennomføres på fabrikasjonsstedet i stedet for på installasjonsstedet offshore, inkludert integrering av tårn og fundament, kabelarbeider og liknende

2. Bredere utvalg av materialer og spenn av konstruksjonsdimensjoner

3. Transport til installasjonssted på dekk av lektere og fartøy er eliminert eller betydelig redusert

4. Det behøves ikke egne oppdriftselementer under uttauing

5. Installasjon på installasjonsstedet (overføring fra transporttilstand til installert tilstand) ved ballastering, ikke løfting

6. Ingen peling eller andre typer "festing" til havbunnen er nødvendig

7. Kan enkelt designes og utstyres for fjerning

8. Behov for store offshorekraner unngås

I tillegg til lavere totalkostnader løser oppfinnelsen en rekke svakheter ved hittil kjente løsninger, ved å: 1. Muliggjøre leveranser fra fabrikasjonssteder med vannmasser med lav dybde, og på den måten øke utvalget av fabrikasjonssteder

2. Redusere behovet for spesialiserte fartøy

3. Tillate den øvre konstruksjon (tårn, vindturbin m.m.) å installeres ved land, før uttauing til installasjonsstedet 4. Muliggjøre at fundamentet bringes i vater etter installasjon på havbunnen, for å unngå uforutsigbar helning på den installerte understøttelsen 5. Redusere eller eliminere hydrodynamiske laster som virker direkte på tårnet

6. Være motstandsdyktig mot sterke islaster

Disse og andre kjennetegn ved oppfinnelsen vil tydeliggjøres i påfølgende beskrivelse av en fortrukken utførelse, gitt som et ikke begrensende eksempel, med henvisning til de vedlagte tegninger der: Figur 1 viser et skjematisk oppriss av en første utførelse av oppfinnelsen, og illustrerer prinsippet i oppfinnelsen der en del av fundamentet stikker opp over vannflaten; Figur 2 er et snitt gjennom en nedre del av konstruksjonen vist i figur 1, langs snittlinjen A-A i figur 3; Figur 3 er et snitt langs snittlinjen B-B i figur 2; Figur 4 viser et skjematisk oppriss av en andre utførelse av oppfinnelsen, og illustrerer prinsippet i oppfinnelsen der en del av fundamentet er under vannflaten; Figur 5 er et snitt gjennom en nedre del av konstruksjonen vist i figur 4, langs en snittlinje som tilsvarer snittlinjen A-A i figur 3; Figur 6 er et snitt gjennom en nedre del av fundamentkonstruksjonen, langs en snittlinje som tilsvarer snittlinjen A-A i figur 3, plassert på land; Figur 7 er et utsnitt av fundamentkonstruksjonens nedre del, der sammensetningen av de viktigste lastbærende plateelementer er illustrert; Figur 8 er et oppriss av den nedre delen av fundamentkonstruksjonen vist i figur 6, under sjøsetting/utløfting fra land; Figur 9 er et oppriss av den nedre delen av fundamentkonstruksjonen vist i figur 6, flytende i vann; Figur 10 viser utførelsen vist i figur 5, i flytende tilstand på vann og delvis fylt med ballast; Figurene 11 til 13 viser de viktigste operasjoner i transport og installasjon av understøttel se skonstruksj onen; Figur 14 er et horisontalt snitt langs den gjennomgående linjen C-C i figur 15, og viser den andre utførelsen av oppfinnelsen, utstyrt med et gjenbrukbart flytende stabilitetselement; Figur 15 er et snitt gjennom en nedre del av konstruksjonen vist i figur 4 langs snittlinjen A-A i figur 14, flytende i vann og utstyrt med et gjenbrukbart flytende stabilitetselement; Figur 16 viser samme konstruksjon og flytende stabilitetselement som i figur 14, men der det flytende stabilitetselementet vises i frakoblet tilstand fra den flytende understøttelseskonstruksjonen, f.eks. før innfesting til konstruksjonen; Figur 17 viser et vertikalt snitt gjennom den samme konstruksjon og flytende stabilitetselement som i figur 15 under nedsenkning mot havbunnen; og Figur 18 viser den samme konstruksjon og flytende stabilitetselement som i figurene 15 og 17, der konstruksjonen har blitt satt på havbunnen og det flytende stabilitetselementet har blitt fylt med vann for fjerning fra konstruksjonen og påfølgende henting. Figur 1 er et oppriss av en første utførelse av understøttelseskonstruksjonen, generelt omtalt ved henvisningstallet 1 og heretter også omtalt som en "konstruksjon". Understøttelseskonstruksjon 1, som omfatter et tårn 7 og et fundament 4, er på illustrasjonen plassert i en vannmasse 2 og hviler på en havbunn 3 via fundamentet 4. Understøttelseskonstruksjonen understøtter en turbin 5 med rotorblader 6a-6c. Turbinen er montert på toppen av tårnet 7 som er understøttet av og festet til fundamentet 4 ved hjelp av en innfestingskonstruksjon 8.1 denne utførelsen stikker fundamentet 4 over vannflaten 9, noe som er en typisk utførelse for grunnere farvann. Fundamentet 4 omfatter en bunnplate 14 (se figur 2) og en vegg som strekker seg oppover fra bunnplaten. Av grunner som vil bli åpenbare

senere, ved beskrivelsen av produksjonsmetoden, vil fundamentveggen heretter omtales som "nedre vegg 23" og "øvre vegg 54", slik vist i figur 1.

Selv om dette ikke er obligatorisk er det fordelaktig å gi fundamentet 4 en sirkulær utforming, for effektivt å motstå ytre laster i de forskjellige faser av fabrikasjon, transport og drift; typisk hydrostatisk vanntrykk, bølgelaster og - i noen tilfeller - islaster. Tårnet 7 er festet til fundamentet ved hjelp av en flerbenet konstruksjon 8. Figur 2 er et vertikalt snitt gjennom fundamentet 4 langs to vertikale plan A-A som vist i figur 3. Den flerbenete innfestingskonstruksjonen 8, som fester tårnet 7 til fundamentet 4, omfatter øvre stag 10, vertikale søyler 11 og - om nødvendig - nedre stag 12. En nedre del 13 av tårnet 7 kan være nedfelt i fundamentets bunnplate 14 for å bidra til overføring av skjærkrefter fra tårnet 7 til fundamentet. Rommet 15 inne i fundamentet 4 brukes til å styre konstruksjonens oppdrift og tyngdepunkt under fabrikasjon, transport til feltet og installasjon, ved at det kan være enten fylt med luft, eller til en gitt grad fylt med enten vann eller massiv ballast eller en kombinasjon av vann og massiv ballast. Figur 3 er et horisontalt snitt langs snittlinjen B-B i figur 2, gjennom den del av fundamentet som er nedsenket i bunnmasser når konstruksjonen er installert. Radiale skjørt 16 deler rommet innesluttet av det ytre (sirkulære) skjørt 18 inn i et antall kamre 17. Som et eksempel vises tre slike kamre 17a-17c i figur 3, adskilt ved radiale skjørt 16a-16c. Skjørtene øker fundamentets lastbæreevne ved å overføre de ytre laster ned i dypere lag av bunnmassene, og det ytre skjørtet forhindrer negative konsekvenser av mulig utvasking av havbunnen langs utsiden. Etter nedsenkning av skjørtene i havbunnen gyses (fylles) kamrene 17a-17c med tyntflytende betong ("grout", eller gysemasse) eller liknende for å unngå at lommer med vann dannes mellom fundamentets underside og havbunnen. Gysing kan benyttes til å sikre at fundamentet 4 er i vater og derigjennom sikre at tårnet er loddrett, ved styring av gysingstrykket og derigjennom det volum av betong (gysemasse, grout) som innsprøytes i de enkelte kamre 17a-17c. Nivelleringen kan oppnås ved inndeling i tre kamre slik vist i figur 3, eventuelt et større antall kamre forbundet i et multiplum av tre grupper med trykkutjevning seg imellom.. Figur 4 er et oppriss av en andre utførelse av understøttelseskonstruksjonen 1, plassert i en vannmasse 2 og stående på en havbunn 3 ved hjelp av et fundament 4'. I denne utførelsen stikker ikke fundamentet 4 over havflaten 9. Dette er en typisk løsning for plasseringer i dypere vann der denne løsningen er mindre kostnadskrevende sammenlignet med konstruksjonen vist i figur 1. Denne utførelsen av fundamentet 4' omfatter en takkonstruksjon 52 som er forbundet med en øvre vegg 54 og derved omslutter det indre rom 15 (se figur 5). En fagperson vil forstå at overgangen mellom tårnet 7 og takkonstruksjonen 52 om nødvendig kan forsegles på konvensjonelt vis. Takkonstruksjonen 52 er fortrinnsvis skråstilt, som vist i figur 4. Figur 5 er et vertikalt snitt gjennom fundamentet 4' langs to vertikale plan A-A tilsvarende de vist i figur 3 for den første utførelsen. Det fremgår at det indre rom 15 av fundamentet 4' kan benyttes til ballast, dvs. vann og/eller massiv ballast 19 (se figur 10).

Den oppfinneriske prosedyre for fabrikasjon, transport og installasjon er illustrert i figurene 6 til 17 og forklart i det påfølgende.

Figur 6 viser den første del av fabrikasjonen som finner sted på en kai. En liknende fabrikasjons metode ville være mulig med tilsvarende materialer og prosedyrer ved bruk av mer kostbare fasiliteter som tørrdokk eller kofferdam, eventuelt ved bruk av en nedsenkbar lekter. Den videre forklaring fokuserer på fabrikasjon på kai, men inkluderer kommentarer for øvrige, alternative fabrikasjonsmetoder. På kai 20 anrettes midlertidige understøttelser 21 a-c etter behov for å understøtte fundamentets nedre del 22. Dette steget i prosessen er identisk uansett om man anvender første utførelses fundament 4 eller andre utførelses fundament 4'. Fabrikasjon av den nedre del 22 av fundamentet 4; 4' omfatter fabrikasjon av ytre skjørt 18, radiale skjørt 16a-c (jfr. figur 3; ikke vist i figurene 6 og 8 til 17), og sammenstilling av bunnplaten 14 og de vertikale veggene 23 gjennomføres frem til veggene når en bestemt høyde og samtidig slik at ikke kapasiteten til utløftingskran eller tilsvarende overskrides (se forklaring til figur 8). Den påkrevde høyde for de nedre vegger 23 styres av det minimum akseptable fribord for den neste fase, der videre fabrikasjon av konstruksjonen foregår i flytende tilstand. For å oppnå lavest mulig utlastingsvekt og derigjennom unngå dyre kraner tilsier denne oppfinnelse at både bunnplaten 14 og de vertikale vegger 23 eller disses nedre deler er fremstilt

som doble skall med et ytre skall 44 og et indre skall 42, hvorigjennom et hulrom 46 utspennes derimellom, og der skallene 42, 44 holdes i ønsket avstand fra hverandre av tverrstilte avstandsplater eller staver 48, slik vist i figur 7. Hulrommet 46 er tiltenkt for, senere i fabrikasjonsprosessen, å fylles med betong for å gi den ferdigstilte skallkonstruksjonen den ønskede styrke. Den hule skallkonstruksjonen blir imidlertid designet med tilstrekkelig styrke til å bære alle laster som oppstår i de første faser av fabrikasjonen. Det er også mulig å anvende prefabrikkerte paneler med doble skall som er kommersielt tilgjengelige på markedet under merkenavnet Bi- Steel. Bruk av denne type "sandwich-konstruksjon" kan være unødvendig om fabrikasjon skjer i dokk eller på nedsenkbar lekter der materialvalg ikke nødvendigvis bestemmes av vekt. Etter at den nedre del 22 av fundamentet 4; 4' er ferdigstilt overføres det (f.eks. løftes, jfr. figur 8) fra kai til flytende tilstand på en vannmasse 2 slik vist i figur 9. Løfting kan skje ved bruk av stropper 50 festet til en flytende eller landbasert kran (ikke vist).

Etter nedsenkning i vann flyter den nedre del 22 av fundamentet 4; 4' med et passende fribord som tillater trygt arbeid i den påfølgende fabrikasjon, som i sin neste fase kan innebære enten påbygning av de vertikale veggene for å øke fribord eller støping av betong i hulrommet mellom skallene for å øke styrken i den nedre del av fundamentet 4; 4'. Ferdigstillelse av fundamentet 4; 4' innebærer bygging av veggene opp til deres endelige høyde og for fundamentet 4' vist i figur 4 også bygging av det tette tak 52 for å skape en barriere mellom det indre rom 15 og vannet utenfor. Bygging av veggene opp til endelig høyde kan enten fortsette i to skall eller som standard betongbyggearbeid som f.eks. glidestøp eller betongstøp ved bruk av konvensjonell forskaling. Forskjellige betongtyper med forskjellig tetthet kan benyttes i forskjellige seksjoner og kan til og med stedvis erstattes av stål, med den hensikt å oppnå den ønskede vekt og vektdistribusjon. Denne fabrikasjonsfasen er vist i figur 9, der den nedre del av fundamentet 22 flyter på vannmassen 2 og bygging av vegger og andre deler på fundamentets innside pågår.

I figur 10 er fundamentet 4' ferdigstilt; tårnet 7 har blitt satt ned i fundamentet 4', posisjonert og justert i forhold til fundamentet 4' og festet til dette på nødvendig vis, og den komplette konstruksjonen er klargjort for uttauing. Figur 10 viser justering av dyptgående og oppdriftspunkt, som er to viktige faktorer for hele konstruksjonens stabilitet under uttauing. Her er vist massiv ballast 19 som tilføres i rommet 15 i fundamentet 4' gjennom en egnet åpning 37 i takkonstruksjonen 52. De ytre dimensjoner av fundamentet 4; 4' er viktige parametre som designingeniøren kan justere for å styre flytestabilitet. Det ideelle mål er å oppnå tilstrekkelig stabilitet med tårnet 7 og utstyrsenhetene 5, 6a-c installert før uttauing. Dette kan imidlertid føre til en ikke kostnadseffektiv løsning der konstruksjonens økede størrelse ikke kompenseres ved de tekniske og økonomiske fordeler ved å installere tårn og utstyr ved sammenstillingsstedet ved kai. Derfor kan det være nødvendig å inngå noen designmessige kompromisser, slik som: 1. Utsette installasjon av utstyrsenheter 5, 6a-c til den fase der understøttelseskonstruksjonen 4; 4' er ferdig installert til havs. Dette reduserer i betydelig grad tyngdepunktets høyde over oppdriftspunktet, reduserer vindlaster på konstruksjonen i denne fasen, og reduserer dyptgående under uttauing. 2. Bruk av et teleskopisk tårn (slik beskrevet i Norsk patentsøknad nr. 20073363) der den øvre del er inntrukket i den nedre del under uttauing og installasjon, og deretter uttrukket (trykket ut ved hydrostatisk trykk). Effektene av dette tilsvarer de beskrevet under punkt 1 over. 3. Utforme og fremstille tårnet 7 eller dets øvre del av lettere materialer enn stål, f.eks. karbon- eller glassfiberlaminater.

Figur 11 viser transport av understøttelseskonstruksjonen 1 fra sammenstillingssted til installasjonssted ved at konstruksjonen taues ved hjelp av tauebåt 24 forbundet til fundamentet 4' ved en taueline 25. Ytterligere fartøy kan være påkrevet avhengig av regelverk, maritime forhold langs sleperuten, slik som skipstrafikk og sleperutens

linjeføring.

Figur 12 viser konstruksjonen 1 som overføres fra slepeposisjon til havbunnen ved at det legges til vekt (massiv ballast 19, eller vann) i hulrommet 15 i fundamentet 4' styrt fra installasjonsfartøyet 23 via ledning 25. Figur 13 viser konstruksjonen 1 nedsatt på havbunnen 3 med ytre skjørt 18 og radiale skjørt 16a,c penetrert ned i havbunnen. Gysingen, dvs. fyllingen av tomrom der det ikke er kontakt mellom fundamentets 4' fot og havbunnen og, om nødvendig, fylling av ytterligere gysemasse inn i utvalgte kamre 17a-c for derved å innrette tårnet 7 med vertikalen ved å nivellere fundamentet 4', er vist utført ved å tilføre en gysemassesubstans via en egnet kanal 33. Avhengig av det initielle avviket fra vater gyses det ytterligere i ett eller to av de tre kamrene. Figur 14 er et planriss av fundamentet 4' langs snittlinjen C-C i figur 15, i området der vannlinjen går, og illustrerer et flytestabilitetselement 26 koblet til fundamentet 4'. Hensikten med flytestabilitetselementet 26 er å legge til ytterligere vannplanareal til det flytende fundamentet 4' og derved gjøre det stabilt under uttauing og installasjon. Flytestabilitetselementet 26 kan utformes som et hult legeme, fortrinnsvis i en fasong som omslutter konstruksjonen utvendig, f.eks. sirkulært slik vist på tegningen. I den foretrukne utførelse omfatter elementet 26 to segmenter 27a,b sammenføyd via et ledd 28 og en låsemekanisme 29. Figur 15 er et vertikalt snitt gjennom en del av konstruksjonen 1, og illustrerer fundamentet 4' og flytestabilitetselementet 26 langs to vertikale plan A-A som definert i figur 14.1 snittet sees at fundamentet 4' er utstyrt med en flens 31 som passer inn i en avsats 30 på innerveggen 32 av flytestabilitetselementet 26. Elementet 26 og fundamentet 4' kommer i kontakt når fundamentet 4' ballasteres ned slik at flensen 31 hviler på avsatsen 30, slik vist i figur 17. Flytestabilitetselementet 26 er typisk påkrevet under (a) uttauing og nedsenkning/ballastering til havbunn av topptung konstruksjon 1 og (b) nedsenking/ballastering til havbunn av konstruksjon 1 for dypere vann, der den vertikale veggen av fundamentet 4' eller hele fundamentet er nedsenket under vannflaten 9. Figur 16 er et planriss av fundamentet 4' og det flytestabilitetselementet 26 med dets segmenter 27a,b koblet sammen med hengselen 28, der låsemekanismen 29 er frakoblet og segmentene 27a,b adskilt slik at elementet 26 kan manøvreres mot fundamentet 4' for å omslutte det med segmentene 27a,b. Når disse er i posisjon kan låsemekanismen 29 aktiveres for på den måten å skape et system som - etter økning av dyptgående for konstruksjonen 1 - oppfører seg som ett legeme med tanke på flytestabilitet. Figur 17 viser pågående nedsenkning av konstruksjonen 1 til havbunnen 3. Ballast legges gradvis til i rommet 15 i fundamentet 4', hvorved systemet av konstruksjonen 1 og flytestabilitetselementet 26 blir nedsenket dypere i vannet. For

å oppnå nødvendig konstruksjonsmessig styrke er elementet 26 forsterket, her indikert ved avstivere 33a og 33b.

I figur 18 har systemet av konstruksjon 1 og flytestabilitetselementet 26 blitt ballastert ned til havbunnen 3 med skjørtene 18 penetrert deri. Flytestabilitetselementet 26 er utstyrt for ballastering og deballastering med sjøvann for å muliggjøre frakobling fra konstruksjonen 1. Elementet 26 er inndelt i innvendige vertikale skott (ikke vist) for å redusere fri væskeoverflate for ballastvannet. Figuren viser at ballastvann 34 har blitt fylt i elementet 26 slik at det flyter uten kontakt mellom avsatsen 30 og flensen 31, hvorpå flytestabilitetselementet 26 enkelt kan frigjøres og fjernes.

Oppfinnelsen er særskilt egnet for grunt vann, spesielt i intervallet mellom 8 m og 30 m. Systemet kan fortrinnsvis designes for "soft-stiff" dynamisk respons.

Claims

1. Understøttelseskonstruksjon for bruk i havmølle sektoren, omfattende et fundament (4; 4') til installasjon på en havbunn (3) under en vannmasse (2) og et tårn (7) festet til og strekkende seg opp fra fundamentet og i stand til å understøtte minst en utstyrsenhet (5),karakterisert vedat fundamentet (4; 4') omfatter et bunnplate-element (14) og en vegg (23, 54) som strekker seg opp fra bunnplate-elementet (14), og derigjennom definerer et første hulrom (15) som kan romme ballast (19) og gi oppdrift under uttauing og installasjon.

2. Understøttelseskonstruksjon som angitt i krav 1, der tårnet er forbundet med fundamentet (4, 4') via en nedre del (13) av tårnet (7) festet til bunnplate-elementet (14) .

3. Understøttelseskonstruksjon som angitt i krav 1 eller 2, der tårnet er forbundet med fundamentet (4; 4') via festeanordninger (8; 52) festet til minst en øvre veggseksjon (54).

4. Understøttelseskonstruksjon som angitt i ethvert av kravene over, der fundamentet (4, 4') omfatter et omkretsmessig skjørt (18) som strekker seg ned fra bunnplate-elementet (14), og som derigjennom definerer minst ett kammer (17a-c) under fundamentet (4; 4').

5. Understøttelseskonstruksjon som angitt i krav 4, der det minst ene kammeret er inndelt i ytterligere kamre (17a-c) ved hjelp av skjørt (16a-c) som strekker seg ned fra bunnplate-elementet (14) og fortrinnsvis strekker seg radialt fra et sentralt punkt under bunnplate-elementet (14) ut til omkretsskjørtet (18).

6. Understøttelseskonstruksjon som angitt i ethvert av kravene over, der fundamentet (4; 4') omfatter en takkonstruksjon (52) som strekker seg mellom den øvre veggen (54) og tårnet (7), og derigjennom inneslutter det første hulrom (15).

7. Understøttelseskonstruksjon som angitt i krav 6, der takkonstruksjonen (52) omfatter et ytre skall (44) og et indre skall (42) som definerer minst ett andre hulrom (46) seg imellom, der det indre skallet (42) vender mot det første hulrommet (15) .

8. Understøttelseskonstruksjon som angitt i krav 7, der det andre hulrommet (46) er fylt med et materiale som for eksempel betong.

9. Understøttelseskonstruksjon som angitt i krav 6, der takkonstruksjonen (52) er formet ved betongstøp vha. ordinær forskaling, eller av metallplater i kun ett skall.

10. Understøttelseskonstruksjon som angitt i ethvert av kravene over, der bunnplate-elementet (14) og veggen (23, 54) omfatter et ytre skall (44) og et indre skall (42) som definerer minst ett andre hulrom (46) seg imellom, der det indre skallet (42) vender mot det første hulrom (15).

11. Understøttelseskonstruksjon som angitt i krav 10, der det andre hulrom (46) er fylt med et material som for eksempel betong.

12. Understøttelseskonstruksjon som angitt i krav 10, der den øvre veggen (54) er formet ved betongstøp vha. standard- eller glideforskaling, eller av metallplater i kun ett skall.

13. Understøttelseskonstruksjon som angitt i ethvert av kravene over, som videre omfatter en flytende stabilitetsanordning (26) frigjørbart og glidbart festet til fundamentet (4'), hvorved konstruksjonens (1) stabilitet sikres under den del av installasjon der takkonstruksjonen forflyttes fra en posisjon over vann til helt nedsenket tilstand.

14. Understøttelseskonstruksjon som angitt i krav 13, der den flytende stabilitetsanordningen (26) omfatter en avsatsdel (30) med øvre og nedre stoppere for samvirke med en flens (31) på fundamentet (4'), hvorigjennom det flytende stabilitetselementets (26) glidebevegelse begrenses av nevnte øvre og nedre stoppere.

15. Understøttelseskonstruksjon som angitt i krav 13 eller 14, der den flytende stabilitetsanordningen (26) omfatter minst ett indre hulrom for valgfri ballastering og deballastering med en væske som for eksempel vann.

16. Fremgangsmåte for fabrikasjon av understøttelseskonstruksjonen angitt i krav 1 til 15, som omfatter frembringelse av et bunnplate-element (14) med nedadgående skjørt (18, 16a-c) på et fabrikasjonsområde på land,karakterisert vedfølende trinn: a) påbygg av en omkransende nedre vegg (23) som strekker seg opp fra bunnplate-elementet (14) og utgjør fundamentets nedre del (22), der denne nedre veggen har en vertikal dimensjon fastsatt i henhold til oppdriftskrav for den ferdigstilte understøttelseskonstruksjon; b) hensettelse av den nedre del (22) i flytende posisjon på vannmassen; c) påbygg av den øvre vegg (54); og d) sammenslutning mellom tårnet og fundamentet (4; 4')ved at tårnets nedre del kobles til bunnplate-elementet (14) og ved at en del av tårnet kobles via festeanordninger (8, 52) til, som et minimum, en del av den øvre vegg (54) på fundamentet (4; 4').

17. Fremgangsmåte som angitt i krav 16, der takkonstruksjonen (52) strekkes mellom den øvre vegg (54) og tårnet (7), hvorigjennom det første hulrom (15) innesluttes.

18. Fremgangsmåte for installasjon av understøttelseskonstruksjonen angitt i krav 1 til 15,karakterisert vedfølgende steg: tauing av konstruksjonen (1) i flytende tilstand til installasjonsstedet, og overføring av konstruksjonen (1) fra flytende tilstand til installert tilstand ved fylling av ballast (19) i det første hulrom (15) inntil konstruksjonen er installert på havbunnen (3).

19. Fremgangsmåte som angitt i krav 18, der fundamentet (4; 4') bringes i tilnærmet horisontal tilstand ved innsprøyting av et gysemassemateriale inn i utvalgte av kamrene (17a-c) mellom skjørtene (18, 16a-c) under bunnplate-elementet (14).