Grøn reduktion af stålkonstruktioner i offshore vindindustrien

Udfordring

Den globale udbygning af hav-vindmøller stiller store krav til hele værdikæden, der i dag beskæftiger ca. 32.000 i Danmark, fra leverance af rå-stål til fabrikation af konstruktioner og vindmøller over til, slutteligt, installation af hav-vindmølleparkerne. For at understøtte den kommende udbygning kan og skal den brede vifte af dansk teknologisk ekspertise bringes i spil for at eskalere yderligere industrialisering. Her er det essentielt at kunne øge fabrikationskapaciteten.

De fremtidige hav-vindmølleparker kommer til at anvende vindmøller med kapaciteter på over 15 MW. Disse store vindmøller samt installation af vindmøllerne på større vanddybder – og endda på flydende support-strukturerer vil betyde at udmattelsespåvirkningerne i de lastbærende konstruktioner vil stige betydeligt. Dette vil, med anvendelse af nuværende teknologi, kræve en betydelig forøgelse af nødvendige godstykkelser i de lastbærende svejste stålkonstruktioner, som fx vindmølletårne, monopælsfundamenter og rør-strukturer anvendt i flydende support-strukturer, for at undgå fatale svigt grundet metaltræthed. De øgede godstykkelser vil udover et øget materiale forbrug, og dermed vægt, ydermere kræve kraftigere produktions, transport og installationsudstyr hvilket vil lægge yderligere pres på værdikæden.

Løsning

Projektets overordnede mål er at identificere og implementere svejseforbedrende tiltag således man på automatisk udførte stumpsumme kan opnå en udmattelsesstyrke, der ikke er væsentligt ringere end grundmaterialet. Projektet skal baseres på eksisterende teknologier med dokumenteret effekt men som er udviklet og afprøvet i mindre skala ved fx teknologicentre og universiteter.

Udmattelsesegenskaberne øges dels ved optimering af svejsningens geometri, samt ved reduktion af svejsespændingerne ved anvendelse af vibrationsteknologien VDW (Vibration During Welding). De forbedrede tiltag skal kunne implementeres i svejseprocessor, som allerede i dag anvendes i industrielt omfang. Det tilstræbes at indførelsen af de forbedrede tiltag ikke må forringe produktiviteten; altså skal tiltagene kunne implementeres i, eller sideløbende med, allerede anvendte processer.

Effekt

Med projektet ønsker partnerne sammen at vise at ved kombinationen af de afprøvede teknologier er potentiale for at reducere stålforbruget med op til 40% af i kritiske komponenter til én af de vigtigste energiformer for den fortsatte globale grønne omstilling. Hvis projektet lykkedes med at synliggøre muligheden for at nedjustere godstykkelsen på metalkonstruktionerne og derved skabe en tilsvarende materialebesparelse vil det betyde en grøn og økonomisk besparelse, da materialerne og transporten af mølledelene er den typiske omkostning ved vindmølleproduktion.

Partnere

Stiesdal
Welcon
Maxars
DAMRC (Danish Advanced Manufacturing Research Center)
FORCE