Energierevolutie: wind opwinden - krachtig, efficiënt, duurzaam

Windenergie wordt momenteel gekweekt en commercieel gebruikt in 103 landen over de hele wereld. De wereldwijde productie van windenergie overtrof die van kernenergie in 2015 en heeft sindsdien haar voorsprong verder uitgebreid. In 2018 was windenergie goed voor meer dan 8% van het totale wereldwijde elektriciteitsverbruik. En alleen al in de afgelopen drie jaar is de productie van windturbines wereldwijd gegroeid van ongeveer 590 GW naar meer dan 740 GW. De koplopers in deze expansie zijn China, de VS en Duitsland - en dat zijn ze nu al bijna tien jaar. Windenergie is booming - overal ter wereld. In Europa heeft windenergie nu de grootste capaciteit van alle elektriciteitsopwekkingsbronnen. In totaal is er nu 220 GW aan windenergiecapaciteit geïnstalleerd in Europa, waarvan 195 GW onshore en 25 GW offshore. In 2020 hebben windturbines in Europa in totaal 458 TWh opgewekt, oftewel 16% van het totale elektriciteitsverbruik. In 2020 bedroeg het aandeel windenergie in de elektriciteitsmix in Denemarken, de EU-leider, 49%, gevolgd door Ierland met 38% en Duitsland en het Verenigd Koninkrijk, elk met 27%. En de windenergie-industrie blijft duidelijk in de lift zitten.

MC's expertisegebied “Windenergie"

Al vele jaren biedt MC een breed productportfolio voor deze bloeiende markt, van oplossingen voor betonnen funderingen en prefab betondelen tot hoogwaardige beschermings-, coating- en betonreparatiesystemen. MC heeft al haar expertise in de bouw en het onderhoud van windturbines gebundeld in haar Wind Power FoE (Field of Expertise). Naast hoogwaardige producten en innovatieve systemen biedt het hooggekwalificeerde team van MC uitgebreide off- en on-site ondersteuning, van productapplicatietraining tot implementatie-assistentie. De technologische vooruitgang sinds 1979 - toen de eerste serieproductie van windturbines in Nederland begon - is enorm geweest. Terwijl het vermogen van een windturbine in de jaren zeventig slechts een paar kilowatt bedroeg, werd in de jaren tachtig en begin jaren negentig technologische vooruitgang geboekt van kleine (50 kW tot 150 kW) tot middelgrote windturbines (500 kW en 600 kW). Het begin van het nieuwe millennium luidde vervolgens de komst van de megawattklasse in. Nieuwere windparkinstallaties hebben doorgaans een vermogen van vier tot zes megawatt - genoeg elektriciteit om enkele duizenden huishoudens van stroom te voorzien. Neem voor meer informatie over MC's expertisegebied “Windenergie” een kijkje op onze website.

Windenergie: technologie ontketend

In de afgelopen 20 jaar was de technische ontwikkeling van windenergie vooral gericht op de bouw van steeds grotere turbines om een hoger rendement per eenheid te behalen. Tegen 2020 was de gemiddelde rotordiameter van nieuwe turbines in Duitsland gegroeid tot 122 meter en de gemiddelde naafhoogte tot 135 meter. Maar daar bleef het niet bij: Om ook in gebieden met minder wind een hoge stroomopbrengst te realiseren, zijn er in het recente verleden steeds meer zogenaamde windarme turbines geplaatst. Dergelijke eenheden hebben nu rotordiameters en naafhoogtes van meer dan 160 meter.

Uitdaging voor de fundering

Zulke hoge torens stellen hoge eisen aan de constructie, te beginnen met het leggen van de fundering. Wanneer een windturbine op land (onshore) wordt geplaatst, wordt een ronde basis van staalgewapend beton gemaakt die door zijn gewicht het totale zwaartepunt van de structuur verlaagt. Bovendien zorgt de diameter ervoor dat de kantelrand van de windturbine zo ver van het zwaartepunt verwijderd is dat de turbine zelfs door maximale windkrachten niet kan kantelen. Voor een turbine met een naafhoogte van 141 meter en een vermogen van 2,4 MW is de diameter van de fundering bijvoorbeeld 22 meter en de diepte maximaal 4 meter. Dit betekent dat er ongeveer 1.300 kubieke meter beton en 180 ton staal nodig is voor de constructie. Uitdagingen in verband met de grote hoeveelheden beton - zoals de hoge hydratatiewarmte die wordt geproduceerd - en ook ongunstige weersomstandigheden tijdens de bouwfase kunnen effectief worden overwonnen met hulpstoffen van MC, zoals de multifunctionele superplastificeerders uit de Muraplast-productlijn of de verhardingsvertragers uit het Centrament Retard-assortiment. En om problemen met de verhardingssnelheid van het beton te voorkomen, biedt MC ook een brede selectie Emcoril-uithardingsmiddelen.

Hybride torens: Geprefabriceerde betonnen componenten met geoptimaliseerde eigenschappen

MC-producten verhogen ook de productiviteit en prestaties bij de productie van prefab betonnen onderdelen voor windtorens. In het verleden werden de torens voornamelijk van staal gemaakt, maar tegenwoordig zijn hybride torens steeds meer de norm voor torenhoogtes van meer dan 100 meter. Stalen buistorens van deze grootte zijn niet langer rendabel vanwege de materiaal- en onderhoudskosten. Hybride torens bestaan daarentegen uit betonnen elementen met een stalen verlenging aan de bovenkant. In het onderste deel worden prefab betonelementen - meestal buisvormige halve schalen - geassembleerd en verticaal voorgespannen met spankabels. Naar boven toe gaat de constructie over in stalen buizen met flenzen. Met de hoogwaardige weekmakers op PCE-basis van het MC-PowerFlow productassortiment, Muraplast superweekmakers en ook de nieuwste generatie MC-FastKick verhardingsversnellers, biedt MC hulpstoffen voor alle vereisten bij de productie van de beschreven prefab betonelementen.

Veilige verbindingen tussen betonelementen en draagblokken in de fundering

Het succes van de bouw van een windtoren hangt ook af van een veilige, stijve verbinding en hechting tussen de prefab betonelementen, samen met een effectieve uitharding van de gebruikte voeg- en afdichtingsmaterialen. Emcekrete 80 en MC-DUR 1300 Plus bieden de beste technische eigenschappen voor deze toepassingen en zullen zelfs de kraantijden verkorten. MC-AnchorSolid E820 is de eerste keuze voor het verankeren en verlijmen van de nulpuntlagers op de fundering van de enorme windturbinemasten, en ook voor het voegen van de ontstane holle ruimten. Deze zeer reactieve ankerlijm heeft bewezen bijzonder duurzaam en resistent te zijn. Als gebruiksklaar tweecomponentenproduct op basis van epoxyhars is het bijzonder geschikt voor het verankeren van draadstangen en wapeningsstaal in zowel droog als met water verzadigd, ongescheurd beton. MC-AnchorSolid E820 is goedgekeurd als ankerlijm volgens de Europese technische beoordeling ETA-15/0506 en is getest voor gebruik in C 20/25 tot C 50/60 beton voor het verankeren van draadstangen en betonstaal voor montagebevestigingen. Zelfs onder veeleisende klimatologische omstandigheden, met buitentemperaturen tot 40 °C en een hoge luchtvochtigheid, voldoet de lijm aantoonbaar aan alle eisen met betrekking tot sterkte en tolerantie.

Duurzame bescherming tegen aanvallen van buitenaf

Windturbines worden niet alleen blootgesteld aan permanente spanningsbelasting door trillingen en beweging; afhankelijk van de locatie kunnen er extra aantastingsverschijnselen zijn door zout en slijtage die de structuur kunnen beschadigen. Met hoogwaardige coatings uit het MC-Color productassortiment is het beton van windturbines permanent bestand tegen de effecten van wind, CO2 en chloriden. MC-Color producten zijn open voor waterdampdiffusie, flexibel, zeer veerkrachtig en snel uithardend. Door de vele hoge belastingen en spanningen waaraan een windturbine tijdens zijn levensduur wordt blootgesteld, is betonschade in de constructie altijd een mogelijkheid. En MC's betonvervangingssystemen hebben alle eigenschappen om de juiste reparatieoplossing te bieden. Inderdaad, MC's Nafufill serie is in staat om te voldoen aan een breed scala van eisen als het gaat om het versterken van het beschadigde beton van een windtoren, mocht dit nodig zijn. Met Nafufill LM, Nafufill KM 220, Nafufill KM 230 en Nafufill KM 250 biedt MC vier reparatiemortels die niet alleen voldoen aan de eisen van EN 1504 Deel 3, maar die de planner ook gemoedsrust geven bij dergelijke kritieke renovatiewerkzaamheden. MC biedt ook wereldwijd unieke, effectieve, hoogwaardige injectiesystemen in de vorm van de MC-Injekt productfamilie, waarmee scheuren en holtes in windtorens veilig en permanent kunnen worden gedicht en afgedicht om kritieke gevolgschade te voorkomen. Windenergie zal nog lange tijd een onmisbaar onderdeel blijven van de wereldwijde energiemix - vooral met het oog op de wereldwijde inspanningen om de CO2-uitstoot effectief en permanent te verminderen. En dat betekent dat er steeds meer belang zal worden gehecht aan de bouw, bescherming en reparatie van windmolens. Het is dringend noodzakelijk om de rotorbladen van windparken over de hele wereld constant te laten draaien om een maximale kosten- en hulpbronnenefficiëntie te garanderen.