Vundament

Kaasajal kasutust leidnud meretuulikute vundamente on peamiselt nelja põhitüüpi, mille kasutamist oleme analüüsinud ka Loode-Eesti meretuulepargi tarbeks:

  1. Vaivundament (Monopile)
  2. Sõrestikvundament (Jacket)
  3. Kolmjalg-vundament (Tripod)
  4. Gravitatsioonvundament (Gravity based structure)

1)   Vaivundamendi (nn terasest vai) näol on tegemist lihtsa konstruktsiooniga ja kergesti paigaldatava vundamendiga, mis ei vaja eelnevat merepõhja ettevalmistamist. 5-6 MW võimsusega tuuliku vaivundamendi „vaia“ diameeter on 5-6 m ning vundament paigaldatakse merepõhja 10-20 m sügavusele. Vaivundament ei sobi piirkonda, kus merepõhja katavad suured kivirahnud. Loode-Eesti meretuulepargi uuritud alade merepõhjas on lubjakivikiht, mida katab 2-5 m (kohati 10 m) suhteliselt pehme pinnas – see tähendab, et „puuritavad“ vundamendid piirkonda ei sobi. Ka ei ole vaivundament tehniliselt sobiv kasutamiseks regulaarsete jääolude korral, mistõttu ei ole meie puhul tegemist realistliku lahendusega. 

2) Sõrestikvundament on sarnane kolmjalgvundamendile, kuid teatud aspektides on tegemist keerukama struktuuriga. Vundament kinnitatakse merepõhja terasvaiade abil (sarnaselt vaivundamendile). Sõrestikvundamente kasutatakse enam gaasi- ja nafta puurtormide puhul, kuid tehnilise lahenduse ja tootmise keerukuse tõttu ei peeta seda tüüpi vundamente praktilisteks, samuti ei ole need vundamendid jääolude suhtes eelistatud.

3)   Kolmjalgvundament on silindrilistest terastorudest koosnev struktuur, mis sobib kasutamiseks sügavamas vees ning vajab minimaalselt merepõhja ettevalmistavaid töid. Kolmjalgvundamendid ei sobi piirkonda, kus merepõhjas on suured kivirahnud ega madalas vees (< 6 m). Kolmjalgvundamente kasutatakse laialdaselt gaasi- ja nafta puurtormide puhul. Iga „jalg“ surutakse merepõhja >10 m sügavusele.

4)   Gravitatsioonvundament koosneb merepõhja asetatud monoliitplaadist ning koonusjast pealispinnast, mis täidetakse peale paigaldamist liivaga. Selle vundamenditüübi korral ei toimu merepõhja puurimist ega rammimist. Peale eluea lõppu tuulepargi lammutamise vajaduse korral on võimalik gravitatsioonvundamendi täielik eemaldamine merepõhjast. Gravitatsioonvundament on kogu ulatuseks hoolduseks/ kontrollimiseks nähtav (puudub nn merepõhja puuritav vundamendi osa). Gravitatsioonvundamendid võivad suurema ruumilise mahu tõttu sõltuvalt merepõhja iseloomust vajada eelnevat merepõhja ettevalmistamist.

Jääkindla gravitatsioonivundamendi paigaldamine Soomes, Poris. Allikas: Suomen Hyötytuuli Oy koduleht
5) Arendamisel on ka ujuvvundamendid, kuid kuna Eestis tuleb arvestada tuulikute rajamisega jääoludesse, siis pole meil võimalik ujuvvundamente kasutada.

Täna on Loode-Eesti rannikumere tuulepargid kavandatud kuni 30 m sügavusele. Vundamentide täismassid ulatuvad 700 tonnilt (sõrestik ) kuni 3 300 tonnini (gravitatsioon).

Sobivate vundamenditüüpide valiku tegemisel Eesti vetesse hinnatakse, kas vundamenditüübid, mis tavapäraselt sobiksid sarnase veesügavuse ja merepõhjatingimustega peavad vastu ka Eesti regulaarsetele jäätingimustele.

Uuringu Potential of Offshore Wind Energy Industry for Estonian Companies, 2011. Garrad Hassan & Partners Ltd tulemusel on leitud, et Eesti vetesse sobivaim vundamendi tüüp on gravitatsioonvundament, seda nii loodushoiu seisukohalt (ei toimu rammimist) kui ka jäätingimustest tulenevalt. Sama vundamendi tüüp on kasutusel ka Soomes Poris, 1,2 kilomeetri kaugusel kaldast, kus vee sügavus on üheksa meetrit ning kus talviti esineb sageli jääd.

Lõplik vundamendi konstruktsiooni valik ja rakendatavus oleneb valituks osutunud elektrituuliku tüübist ja tuulikute paiknemisest tuulepargis, mis täpsustatakse lõplikult tööprojekti käigus.

Valitud vundamenditüüp projekteeritakse vastavalt IEC 61400-3 standardile sh arvestatakse kohalike olude iseärasusi (sügavused ja merepõhja reljeef, maksimaalselt esinev lainekõrgus, hoovused ja jääolud), mis tagavad laine- ja jääkindluse.