A  Bilingual  book  (English  &  Dutch):  192  pages  about  clean  energy  from  the  sea.  

with  proud  I  present  my  book:  offshore  wind  

I  wrote  the  book  because:  

•  I  like  the  posi1ve  story  about  wind  energy    

 •  because  there  was  no  book  on  sale  that  speak  to  a  broad  audience  about  the  aspects  of  offshore  wind  energy  

what  we  have  reached  

we  can  be  proud  of  what  we  have  achieved  

along  the  English  coast  

along  the  English  coast  are  many  wind  farms  close  to  the  beach  

the  mouth  of  the  Thames  

no  complaining  from  tourists;  tens  of  thousands  tourists  each  year  visit  the  coast  

wind  energy  in  the  U.K.  

newly  built  wind  farms  further  out  to  sea,  disappearing  behind  the  horizon  and  are  only  visible  in  clear  weather  

the  chapters      

•  why  offshore  wind  energy  •  offshore  wind  energy  in  Europe  •  development  of  offshore  wind  farms  •  technology  at  sea  

•  ports  •  offshore  wind  farms  •  companies  involved  

chapter  technology  at  sea  includes:  

•  wind  turbine  

•  founda1on  

•  installa1on  and  workboats  

•  electrical  infrastructure  

•  opera1on  and  maintenance  

 

•  Health  &  Safety  

•  trends  and  developments  

offshore  wind  farms  

In  the  book  a  selec=on  of  the  offshore  wind  farms  by  country  

Wind  farm  design  3 THE DEVELOPMENT OF WIND FARMS AT SEA

42

3 DE ONTWIKKELING VAN WINDTURBINEPARKEN OP ZEE

43

wind farm layout

WINDTURBINEPARK LAY-OUT

The layout of a wind farm is a factor that should not be un-derestimated in the success of a farm. Within the space avail-able, wind turbines should be positioned so that electricity can be generated at the lowest possible cost, meaning that each wind turbine in the farm must be able to catch as much undisturbed wind as possible.

De lay-out van een windturbinepark is een niet te onderschatten factor in het succes van een park. Binnen de beschikbare ruimte dienen de windturbines zo-danig te worden geplaatst, dat tegen de laagst mogelijke kosten elektriciteit kan worden opgewekt. Dat betekent dat elke windturbine in het park zoveel mogelijk ongestoorde wind kan vangen.

Yield effectsIf the wind blows from a direction that places the wind turbines in each other’s wake (see wake picture), the electricity produc-tion in the following rows of turbines decreases by up to 60%. This yield effect has been observed at the first wind farms with a diamond structure, such as the North-Hoyle wind farm in England. Today, developers pay close attention to wake effects and the layout of wind farms. There are several computer cal-culation programs that are able to determine the yield effects of different arrangements of the turbines based on local wind data. However, the positioning of the wind turbines in a farm is also determined by other factors, such as soil conditions, ves-sel traffic, bird migration, waterside radars, and existing cables and pipes. Even the choice of the foundations and the cabling play a role in the positioning of the turbines.

Patterns and setupsThe application of all this knowledge is reflected in the layout of recently built projects such as Horns Rev 2 in the North Sea (Denmark) and Anholt in Denmark, where a rocky seabed had to be taken into account. Theoretical optimisation studies were also carried out, which resulted in some good patterns for wind farms, such as the arc configurations recommended by a Danish study and the apparent random arrangement of turbines proposed by the Delft University of Technology.

OpbrengsteffectenBij een windrichting waarbij de windturbines in elkaars zog staan (zie zog foto), neemt de elektriciteitsproductie in de volgende rijen af met wel zestig procent. Dit effect in de opbrengst is gemeten bij de eerste windturbineparken met een ruitstructuur, zoals het windturbinepark North-Hoyle in Engeland. Tegenwoordig besteden projectontwikkelaars veel aandacht aan zog-effecten en de verdere lay-out van windtur-bineparken. Er bestaan diverse computerrekenprogramma’s waarmee de opbrengsteffecten van de verschillende opstel-lingen van de turbines kan worden bepaald op basis van lo-kale windgegevens. Maar de posities van de windturbines in een park worden ook bepaald door andere factoren, zoals de bodemgesteldheid, de scheepvaarroutes, vogeltrek, walra-dars, bestaande kabels en leidingen. Zelfs de keuze voor de funderingen en de bekabeling spelen een rol bij de plaatsbe-paling van de turbines.

Patronen en opstellingenDe toepassing van al deze kennis is te zien in de lay-out van recent gebouwde projecten zoals Horns Rev-2 in de Noord-zee (Denemarken) en Anholt in Denemarken, waar men rekening moest houden met een rotsige bodem. Er zijn ook theoretische optimalisatiestudies uitgevoerd waar leuke pa-tronen voor windturbineparken uit zijn voortgekomen, zoals de boogopstellingen uit een cirkel van een Deense studie en de ogenschijnlijke willekeurige opstelling van de Technische Universiteit Delft.

HONS REV 2

ANHOLT

THE DELFT UNIVERSITY OF TECHNOLOGY

DANISH STUDY

WIND FARM LAYOUT Windturbinepark lay-out

the  book  explains  the  layout  of  wind  farms  

foundaJons  4 TECHNOLOGY AT SEA

56

4 TECHNIEK OP ZEE

57

foundation FUNDERING

MONOPAAL1.866 76%

GRAVITY BASED30312%

JACKET1305%

TRIPOD1165%

TRIPILES55

2%

EXPERIMENTAL20,08%

FLOATING20,08%

Foundations and their placement represent some 20% of the total investment. They are also one of the key differences between on-shore and offshore wind farms. The foundations used depend on the water depth, and the weight and force to which the wind turbine is subjected.

Een belangrijk verschil tussen on-shore en offshore windturbineparken is de fundering. De kosten voor funderingen en het plaatsen ervan bedragen ongeveer 20% van de totale investering. De keuze voor een fundering hangt af van de wa-terdiepte, het gewicht en de krachten die op de windturbine worden uitgeoefend.

Bij de eerste parken in Denemarken werd in ondiep water grote betonnen voeten als fundering gebruikt. Deze zogenaamde “gravity base” funderin-gen worden op de bouwlocatie gevuld met zand. Voor de projecten op de Noordzee zijn monopalen het meest gebruikt. Alleen in België werd voor de eerste fase van het C-power project hele grote betonnen constructies gemaakt zo hoog als een flatgebouw. Aanvankelijk dacht men dat monopalen bij waterdieptes van meer dan 25 meter, niet meer zouden voldoen. Maar inmiddels is men in staat om zeer grote monopalen te ontwikkelen die sterk genoeg zijn voor grote turbines in dieper water. De XXL monopalen voor het windturbinepark Gemini hebben een lengte van 65 meter en wegen 850 ton. Aan de onderkant heb-ben ze een diameter van 7 meter en een dikte tot 95 mm. Deze monopalen kunnen de krachten opvangen van de golven en die van de Siemens turbine.Een andere funderingen die wordt toegepast is de jacket: een open stalen vak-werk constructie zoals die ook door de olie- en gasindustrie wordt gebruikt. In Duitsland zijn funderingen gemaakt met drie poten. Een zware stalen constructie, de zogenaamde “tripod”. Deze fundering is gebouwd voor het demonstratie park Alpha Ventus. De “tripile,” drie kleine monopalen met daarbovenop een verbindingsstuk, is in het BARD project gebruikt. Door zijn eenvoud, geautomatiseerde productie en makkelijke installa-tie is de monopaal een kostenefficiënte fundering gebleken en zal waar-schijnlijk nog lang worden toegepast.

The foundations of the first wind farms in Denmark were huge concrete feet in shallow water that were filled with sand at the construction site. These are known as 'gravity base' foundations. For the projects in the North Sea, monopile foundations are the most common; only the first phase of the Belgium C-Power project used large concrete constructions, which were as tall as towers of flats. Initially, it was thought that monopiles would not suffice in water depths of over 25 metres. Now though, it is possible to build huge monopiles that are strong enough to support large turbines in deeper water. The XXL mono-piles for the Gemini wind farm are 65 meters long and weigh 850 tonnes. At the base, their diameter is 7 meters and they are up to 95 mm thick. These monopiles can stand the force of both the waves and the Siemens turbine.The jacket – an open, steel frame construction similar to those used by the oil and gas industry – is another type of foundation used at offshore wind farms. In Germany, the heavy steel 'tripod' constructions are used as foundations, such as at the Alpha Ventus demonstration farm. At the BARD project, 'tripiles' consisting of three small monopiles topped with a connecting piece are used. Thanks to its simple, automated production process and its ease of instal-lation, the monopile is a cost-efficient foundation that in all likelihood will continue to be used for a long time to come.

MONOPILE GRAVITY BASED JACKET TRIPOD BARGE TENSION LEG SPAR

SHARE OF FOUNDATION TYPES FOR WIND FARMSverdeling van de funderingstypen over de windturbineparken

explana=on  of  the  different  types  of  founda=ons  

foundaJons  4 TECHNOLOGY AT SEA

58

4 TECHNIEK OP ZEE

59

MonopaalDe meest gebruikte fundering is de monopaal fundering. Dat is een grote holle stalen buis met een diameter van zo’n vijf me-ter die in de zeebodem wordt geslagen. Dat gebeurt vanaf een installatieschip of een hefschip ( jack-up) met een grote hei ha-mer. Het gewicht van zo’n monopaal ligt tussen de 350 en 400 ton en wordt tot een diepte van ongeveer 30 meter de zeebodem in geheid, zoals bij het Luchterduinen-project van Eneco. Maar de afmetingen van een monopaal kunnen nogal verschillen. Zo werden in Duitsland bij windturbinepark Baltic monopalen ge-bruikt van 73, 5 meter lang, een diameter van 6,5 meter en een gewicht van 930 ton. Dat zijn monopalen die vier keer zwaarder zijn dan de monopalen die werden gebruikt bij het windturbi-nepark Egmond aan Zee. Die wogen maar 230 ton.

XXL monopalenAanvankelijk dacht men dat voor de grote en zware 5 MW-windturbines de monopaal onvoldoende sterk en moei-lijk te maken en te hanteren zou zijn. Daarom werden andere funderingen zoals jackets en tripods gebruikt in het Duitse demonstratiepark Alpha Ventus. Inmiddels kunnen XXL monopalen tegen concurrerende prijzen met robotten wor-den geproduceerd. De sector heeft gereedschappen ontwik-keld waarmee deze reuze stalen palen kunnen worden gehan-teerd, getransporteerd en geïnstalleerd. Voor de productie van de tripod- en jacketfunderingen is veel laswerk noodza-kelijk wat moeilijk geautomatiseerd kan worden en daardoor kostbaar is. Monopalen blijken voordeliger te zijn en zullen nog lang worden toegepast.

MonopilesMonopiles – large hollow steel tubes with a diameter of five metres – are the most commonly used type of foundation. They are driven into the seabed from an installation vessel or heavy lift ( jack-up) with a large pile ram. The weight of a monopile is between 350 and 400 tonnes, and they are driven to a depth of about 30 metres into the seabed, as in the Luch-terduinen project by Eneco. The size of a monopile can vary considerably. At the Baltic wind farm in Germany, 73.5-metre long monopiles were used, each with a diameter of 6.5 metres and a weight of 930 tonnes. These monopiles are four times heavier than those used at the Egmond aan Zee wind farm, which only weighed 230 tonnes.

XXL monopilesInitially, monopiles were thought to be insufficiently strong for the large and heavy 5-MW wind turbines. It was also ex-pected that they would be difficult to make and manage. For this reason, other types of foundation, such as tripods and jackets, were used at the German demonstration farm Alpha Ventus. Today, robots can be used to produce XXL monopiles at competitive prices. The industry has developed tools with which these giant steel piles can be handled, transported and installed. The production of the tripod and jacket foundations requires a lot of welding, which is difficult to automate and is therefore costly. Monopiles proved to be the cheaper option and will likely continue to be used for a long time.

the  monopile  is  the  most  used  founda=on  and    it  grows  with  the  wind  turbines  

installaJon  of  foundaJons  6 OFFSHORE WIND FARMES

164

6 OFFSHORE WINDTURBINEPARKEN

165

Heien en geluid beperkende maatregelen.De monopalen worden tot 32 meter diep in de zeebodem ge-slagen. De waterdiepte in dit park varieert van 21 tot 32 meter. Om mogelijke geluidsschade bij bruinvissen en zeehonden door het heigeluid te voorkomen worden geluidsbeperkende maatregelen genomen tijdens het heien van de monopalen.Men begint voor het heien met het maken van geluiden, de zogenaamde pingers, die zeezoogdieren zoals bruinvissen en zeehonden, uit de buurt van de bouwplaats moeten verjagen. Er wordt zacht gestart met heien en steeds met meer energie (harder) geheid. Daarbij wordt ook nog gebruik gemaakt van een luchtbellen-gordijn om de geluidsverspreiding te ver-minderen. Het is een systeem met twee ronde rubberslangen die vanaf een schip in cirkels op de plaats waar de monopaal de zeebodem in gaat wordt gelegd om een deel van het geluid van het heien tegen te houden. Door een compressor wordt uit speciaal ontworpen openingen in de slangen luchtbellen geperst. Dit vormt een gesloten luchtbelletjes gordijn van de bodem tot het zeeoppervlak. Dit vermindert het heigeluid en moet het gehoor van zeezoogdieren sparen. Samen met on-derzoekinstellingen doet Vattenfall onderzoek tijdens het heien om meer inzicht te krijgen in het gedrag en de aanwe-zigheid van bruinvissen in windturbineparken.

Als de monopaal in de bodem staat wordt daarop het gele transitie-stuk geplaatst en met cement (grout)vastgemaakt. De gehele fundering weegt zo’n 70.000 ton, vergelijkbaar met 50.000 middenklasse auto’s.

Wind TurbinesDe 80 windturbines in het DanTysk windturbinepark zijn van Siemens en hebben elk een vermogen van 3.6 MW en zijn in Denemarken geproduceerd. De gondel waarin tandwiel-kast en generator en transformator zijn ondergebracht heeft de grootte van een autobus en bevat tevens allerlei meet- en regelapparatuur. Het installatieschip ‘Pacific Osprey’ haalde per keer, de rotorbladen, gondels en torens op uit de haven van Esbjerg voor 11 windturbines. Dat zijn 33 rotorbladen van 120 meter, 11 gondels van 150 ton en een 11 torens van elk 210 ton.

De kabelsDe windturbines zijn met kabels verbonden met het transfor-matorstation van het DanTysk park. Er loopt een kabel van dit transformatorstation naar het convertor-station ‘SylWin1’ van Tennet. Dit station kan worden gezien als het stopcon-tact op zee waarop ook de windturbineparken ‘Sandbank’ en ‘Butendiek’ zullen worden aangesloten. Een hoogspannings-kabel van ongeveer 205 kilometer verbind ‘SylWin1’ met een onderstation bij de kerncentrale van Brunsbüttel. Daar wordt de stroom in het Duitse hoogspanningsnet gevoerd.

De installatie van de 88 kabels in het park met een totale lengte van ongeveer 111 kilometer werd uitgevoerd door Vis-ser & Smit Marine Contracting met het offshore supply schip de “Olympic Taurus”. Dit is een nieuwe schip met een laag brandstofverbruik voor leggen van kabels uitgerust met een kabelcarrousel.De kabels zijn 1,5 meter onder de zeebodem begraven om risi-co op beschadiging te verminderen.

Pile driving and noise control measures.The monopiles were driven into the seabed up to 32 metres deep - the water depth in this farm ranges from 21 to 32 me-tres. Noise control measures were taken when driving the monopiles to avoid possible noise pollution affecting por-poises and seals.As such, noise in the form of ‘pingers’ is generated prior to the pile driving activities to chase marine mammals such as por-poises and seals away from the construction site. Pile driving then starts gently and the strength is gradually increased. An air bubble curtain is also used in order to reduce the sound propagation. In this system, two round rubber hoses are laid from a vessel in circles around the area where the monopile is to be installed on the seabed in order to limit the noise caused by the pile driving. A compressor pumps air through specially designed openings in the hoses, which forms a closed curtain of air bubbles from the seabed to the sea surface. This reduc-es the noise involved in pile driving and protects the hearing of marine mammals. Together with research institutions, Vattenfall conducts research during the pile driving activities to gain more insight into the behaviour and presence of por-poises in wind farms.

Once the monopile is in the ground, the yellow transition piece is placed and subsequently fixed in place with cement (grout). The entire foundation weighs around 70,000 tonnes (equivalent to 50,000 medium-sized cars).

Wind turbinesThe 80 wind turbines in the DanTysk wind farm were manu-factured by Siemens in Denmark and each have a capacity of 3.6 MW. The cradle, in which the gearbox, generator and transformer are housed, is the size of a bus, and also contains a variety of measurement and control equipment. The instal-lation vessel ‘Pacific Osprey’ collected the components of 11 wind turbines from the Port of Esbjerg on each trip: 33 rotor blades of 120 metres, 11 cradles of 150 tonnes and 11 towers of 210 tonnes.

The cablesThe wind turbines are connected by cables to the DanTysk farm transformer station. A cable runs from this transformer station to TenneT’s ‘SylWin1’ converter station. This station can be seen as the power socket at sea to which the ‘Sand-bank’ and ‘Butendiek’ wind farms will be connected. SylWin1 is connected to a substation near the nuclear plant Brunsbüt-tel through a high-voltage cable of approximately 205 kilo-metres. There, the current is fed to the German power grid.

The installation at the farm of the 88 cables with a total length of about 111 kilometres was performed by Visser & Smit Ma-rine Contracting with the offshore supply vessel ‘Olympic Taurus’. This is a new low fuel consumption vessel for laying cables, equipped with a cable carousel.The cables are buried 1.5 metres under the seabed to reduce the risk of damage.

in  order  to  reduce  the  noise  of  pile  driving,  to  protect  marine  mammals,  various  techniques  have  been  developed,  such  as  here,  an  air  bubbles  curtain  

installaJon  6 OFFSHORE WIND FARMES

166

6 OFFSHORE WINDTURBINEPARKEN

167

The transformer station: the heart of the wind farmThe transformer station where the voltage of 33 kilovolts (kV) is converted to 155 kilovolts is the heart of the wind farm. The transformer station is connected to TenneT’s SylWin1 converter station, where the alternating current is converted into direct current to keep loss in the more than 205 kilometre long cable as low as possible (see figure).The transformer station was built in the Netherlands by Struk-ton/Hollandia. It was installed together with the jacket foun-dation 26 metres under sea level in one week in the summer of 2013, 70 kilometres off the coast of the German island Sylt. The jacket foundation extends about 45 metres above the wa-ter. The helicopter deck, the highest point of the construction, is about 75 metres above the water surface.The 3,200 ton colossus was set on the jacket foundation by the vessel ‘Oleg Strashnov’. The welders then spent 12 hours installing the station on the foundation.

Ports Ports are an important link in the logistics process of build-ing a wind farm at sea. The wind turbines by Siemens and Vestas that are built in the hinterland (Jutland) are shipped from the Danish port of Esbjerg. Dutch ports also played a role in the construction of DanTysk. The monopiles were built in Roermond and transported via inland shipping to Vlissingen where they were stored. The transition pieces were built by Smulders in Hoboken and were transported by barge to the dockyard in Vlissingen. Energy company Vattenfall has a control centre in Esberg that monitors more than 900 wind turbines and that will also con-trol DanTysk.

VesselsThe installation vessel ‘Seafox 5’ picked up the foundations in Vlissingen for installation at sea and the ‘Pacific Osprey’ of the Danish company Swire Blue Ocean was used for the installa-tion of the 80 Siemens wind turbines at sea. The Pacific Os-prey is designed for safe operation in almost all weather con-ditions. It can place turbines on foundations with 2.5-metre waves and winds of up to 20 metres per second (wind force 7). It can sail more than 20 km per hour (13 knots) and transport twelve turbine units at a time. The cable ship ‘Olympic Taurus’ of the Dutch company VSMC laid the cables within the wind farm, connected the 80 wind turbines and picked up the cables from the factory in Norway. The ‘EDT Protea’ was responsible for ‘jetting’ the undersea ca-bles in the seabed. The large vessel the ‘Oleg Strashnov’ of the Dutch company Seaway Heavy Lifting installed the transformer station. This vessel is 183 metres long and weighs 5,000 tonnes.

Operation and maintenanceTo keep the turbines turning for the next 20 years, a mainte-nance team will be stationed at the DanTysk wind farm. As the farm is located 90 kilometres from the coast, staff accommo-dation has been built near the farm at sea.Control of the DanTysk wind farm will take place from a Vatten-fall control centre in Esbjerg. All operations and activities will also be coordinated from this centre, from where the wind farm, including the 500-metre buffer zone, will also be monitored.

Het transformatorstation: het hart van het windturbineparkHet transformatorstation waar de spanning van 33 kilovolt (kV) wordt omgezet naar 155 kilovolt vormt het hart van het wind-turbinepark. Het transformatorstation is verbonden met het converter-station “Sylwin1” van TenneT. Daar wordt de wissel-spanning omgezet in gelijkstroom om het verlies in de 205 kilo-meter lange kabel zo laag mogelijk te houden. (zie figuur)Het transformatorstation is in Nederland gebouwd door St-rukton/Hollandia. Het werd in de zomer van 2013 in een week samen met de jacket fundering, 70 kilometer uit de kust van het Duitse Waddeneiland Sylt geïnstalleerd in 26 meter diep water. De jacket fundering steekt ongeveer 45 meter boven het water uit. Het heli-deck, het hoogste punt van het bouwwerk ligt on-geveer 75 meter boven het wateroppervlak.Het 3200 ton wegende gevaarte werd door het kraanschip ‘Oleg Strashnov’ op de jacket fundering gezet. Daarna waren lassers 12 uur bezig om het station aan de fundering te bevestigen.

Havens Havens zijn een belangrijk schakel in het gehele logistieke pro-ces van de bouw van een windturbinepark op zee. In de Deense haven Esbjerg worden de windturbines van Siemens en Vestas verscheept die in het achterland (Jutland) worden gebouwd. Voor de bouw van DanTysk speelden ook Nederlandse havens een rol. De monopalen werden in Roermond gebouwd en via de binnenvaart naar Vlissingen vervoerd en opgeslagen. De tran-sitie-stukken zijn bij Smulders in Hoboken gebouwd en op een ponton naar het haventerrein in Vlissingen vervoerd. In Esberg heeft het energiebedrijf Vattenfall een controlecentrum waar meer dan 900 windturbines worden gemonitord. Vanuit dit centrum zal ook DanTysk worden bediend.

SchepenHet installatieschip de “Seafox 5” pikte de funderingen in Vlis-singen op voor installatie op zee. Voor de plaatsing van de 80 Siemens windturbines op de funderingen werd de “Pacific Os-prey” van de Deense onderneming “Swire Blue Ocean” gebruikt. Het schip is ontworpen om in bijna alle weersomstandigheden veilig te kunnen werken. Het kan turbines op funderingen plaat-sen met 2,5 meter hoge golven en met windsnelheden tot 20 me-ter per seconde ( windkracht 7 ). Het kan ruim 20 km per uur varen (13 knopen) en per keer elf turbine-eenheden vervoeren. De kabellegger “Olympic Taurus” van het Nederlandse bedrijf VSMC legde de kabels binnen het windturbinepark en sloot de 80 windturbines aan. De Olympic Taurus haalde de kabels op bij de fabriek in Noorwegen. Het schip “EDT Protea” was ver-antwoordelijk voor het in de zeebodem spuiten, het zogenaamde jetten, van de zeekabels. Het grote kraanschip de “Oleg Strashnov” van het Nederlandse bedrijf “Seaway Heavy Lifting” heeft het transformator station geïnstalleerd. Dit schip heeft een lengte van 183 meter en weegt 5000 ton.

Exploitatie en onderhoudEr wordt in het windturbinepark DanTysk een onderhoudsploeg gestationeerd die gedurende de komende 20 jaar de windturbines draaiende gaat houden. Omdat de locatie 90 kilometer uit de kust ligt is er een accommodatie voor het personeel midden op zee bij het park gebouwd.Het DanTysk windturbinepark zal daadwerkelijk worden be-diend vanuit een controlecentrum van Vattenfalll in Esbjerg. Vanuit dit centrum zullen ook alle operaties en activiteiten worden gecoördineerd en de het windturbinepark inclusief de 500-meter bufferzone worden gecontroleerd.

the  construc=on,  transporta=on  and  installa=on  of  offshore  substa=ons  and  the  wind  turbines  are  treated  

electrical  infrastructure    3 THE DEVELOPMENT OF WIND FARMS AT SEA

26

3 DE ONTWIKKELING VAN WINDTURBINEPARKEN OP ZEE

27

development of wind farms at sea

ONTWIKKELEN VAN WINDTURBINEPARKEN OP ZEE

Om het windturbinepark op zee als een elektriciteitscentra-le te laten functioneren, zijn intelligente meet- en regeltech-nieken ontwikkeld voor de afzonderlijke turbines. Daarmee wordt het park regelbaar. De productiecapaciteit van offsho-re windturbineparken op zee is te vergelijken met de elektri-citeitscentrales op land. Het grote verschil is dat er geen CO2 wordt uitgestoten. De CO2 die nodig was om de centrale te bouwen, is doorgaans in drie maanden weer terugverdiend.

ProjectontwikkelingVoor de ontwikkeling van een windenergieproject op zee is veel kennis, kunde en ervaring nodig, zodat alle puzzelstuk-jes op de juiste plaats terecht komen. Wanneer de project-ontwikkelaar zijn werk goed doet – weet wat hij wil, weet hoe het windturbinepark gebouwd en onderhouden moet worden – dan heeft hij grote kans van slagen bij de financiers en vergunningverleners. Het is een hele klus om alle elemen-ten op tijd op zijn plaats te krijgen tegen aanvaardbare risi-co’s en kosten. Het is een complex management traject. De voorbereidingstijd van een offshore windturbinepark kan vanaf het initiatief tot ingebruikname wel 10 jaar duren.

In order to enable the wind farm to function as a power plant at sea, intelligent measurement and control tech-niques are developed for the individual turbines, making the farm controllable. The production capacity of offshore wind farms is comparable to power plants on land. The big difference is that no CO2 is emitted and the CO2 required to build the plant is usually recouped after only three months.

Project developmentThe development of a wind energy project at sea requires a great deal of knowledge, skill and experience in order for all the pieces to arrive at the right place. If the project devel-oper does its job well – i.e. knows what it wants and knows how the wind farm should be constructed and maintained – it has a great chance of success with the financiers and licensing authorities. It is quite a task to get all the puzzle pieces together on time and at an acceptable risk and cost. It is a complex management process. The preparation time of an offshore wind farm can take up to ten years from im-plementation to becoming operational.

An offshore wind energy project requires space, money, tech-nology and of course wind. To begin with, the strength and direction of the wind must be measured. Following that, the potential yield of the farm can be calculated with regard to both energy and finances. The foundations are then de-signed on the basis of the wind and soil data. Next, the most efficient placement of the turbines within the farm, in order to prevent one wind turbine from obstructing the wind of another, is calculated. Finally, the cable routes from the tur-bines to the offshore transformer station (substation) and then to the entry point of the national power grid are deter-mined based on the layout of the farm.

In Duitsland bouwt men een soort grote stopcontacten op zee waarop meerdere windturbineparken kunnen worden aangesloten. Om transportverliezen aan energie te verkleinen, wordt voor het transport gelijkstroom gebruikt. Op land wordt er weer wisselspanning van gemaakt zodat het ingevoed kan worden in het hoogspanningsnet.

In Germany, large outlet-like constructions are being built at sea, to which multiple wind farms can be connected. In order to reduce loss of energy during transport, direct current is used. On land, this is again converted to alternating current so it can be fed into the grid.

AC-DC

DC-AC

Voor een offshore windenergieproject is ruimte, wind, geld en techniek nodig. De wind moet worden gemeten. Hoe hard waait het en uit welke hoek. Dan kan er berekend worden wat de opbrengst van een park zal zijn en dus wat het finan-cieel kan opbrengen. Met de wind- en bodemgegevens worden de funderingen ontworpen. Dan wordt ook uitgerekend hoe de turbines het beste in het park kunnen worden geplaatst om elkaars wind niet weg te vangen. Met de lay-out van het park kunnen de kabeltracés worden bepaald van de turbines naar het trans-formator station in het park en de transportkabel naar het aansluitpunt op het landelijk elektriciteitsnet.

OFFSHORE WIND FARMoffshore windturbinepark

OFFSHORE SUBSTATION offshore transformatorstation

OFFSHORE HVDC CONVERTERSTATIONstopcontact op zee

SUBMARINE CABLEtransport kabel

ONSHORE CONVERTERSTATIONonshore HVDC converterstation

GRID CONNNECTION POINT aansluitpunt hoogspanningsnet

DIRECT CURRENTGELIJKSTROOM

ALTERNATING CURRENTWISSELSTROOM

UNDERGROUND CABLElandkabel

Germany  is  leading  the  development  of  offshore  electrical  infrastructure.  The  offshore  substa=ons  of  several  wind  farms  are  connected  with  to  the  conver=ng  sta=on  and  the  hub  to  shore.  

united kingdom

VERENIGD KONINKRIJK

wind  farms  

the netherlands

NEDERLAND

many  companies  are  involved  in  the  construc=on  of  offshore  wind  projects  

wind  farms  

examples  of  presented  wind  farms  

Luchterduinen  

The  third  Dutch  wind  farm  “Luchterduinen”  of  Eneco  (2014)  

companies  

innova=ve  companies  like  Windcat  Workboats  from  IJmuiden  

ampelmann  

gemini  7 COMPANIES INVOLVED

186

7 BETROKKEN BEDRIJVEN

187

geminiGemini, one of the largest and most powerful wind farms in the world, will be operational in 2017. Four companies - Northland Power (60% project share), Siemens (20%), Van Oord (10%) and HVC (10%) - have joined forces to make this initiative a reality.

Gemini, één van ‘s werelds grootste en meest krachtige windturbineparken, zal in 2017 operationeel zijn. Vier bedrijven – Northland Power (met een aandeel van 60%), Siemens (20%), Van Oord (10%) en HVC (10%) - hebben er samen voor gezorgd dat dit initiatief is gerealiseerd.

Het windturbinepark zal 85 kilometer van de kust ten noor-den van Groningen gebouwd worden. Zo staat het wind-turbinepark ver genoeg van de kust dat het onzichtbaar is vanaf het land en kunnen de windmolens daar tegelijkertijd gebruik maken van de sterke, constante wind van de Noord-zee. Met een totale capaciteit van 600 MW zal Gemini naar verwachting ongeveer 2.6 TWh hernieuwbare elektriciteit genereren voor omstreeks 1.5 miljoen mensen in Nederland.

The wind farm will be located 85 kilometers north of the Dutch coast – far enough to be invisible from land and to cap-ture some of the North Sea’s most powerful, constantly blow-ing wind. With a total capacity of 600 MW, Gemini is expected to produce about 2.6 TWh of renewable electricity, sufficient for approximately 1.5 million people in the Netherlands.

Making Gemini a realityOver a period of four years, approximately 100 engineers, designers, technicians, and financial and legal experts have worked on developing Gemini. The project reached finan-cial close in May 2014. Hundreds of employees and compa-nies have also been indirectly involved in its development, including international banks, credit insurance companies, pension funds, and producers of wind turbines. The off-shore wind farm is the largest project-financed renewable energy project in the world.Construction is scheduled to start in 2015. Once this phase begins, approximately 500 people will work to complete the project over a three-year period. 150 wind turbines, each with a capacity of 4MW will be delivered by Siemens. Van Oord is responsible for construction of the foundations and the electrical infrastructure for the project. The Gemini project will also provide employment for about 100 people for maintenance activities throughout its operation.

Helping reach sustainability goalsGemini will reduce Dutch CO2 emissions by 1.25 million tons a year, thereby contributing significantly to the sustainabil-ity targets set by the Netherlands and the European Union. By using proven state-of-the-art technology to deliver ener-gy safely and effectively, Gemini is set to provide clean and renewable energy for generations to come.

Gemini realiserenIn een periode van vier jaar hebben omstreeks 100 ingeni-eurs, designers, technici, en financiële experts en juristen gewerkt aan de ontwikkeling van Gemini. Het project heeft de financial close in mei 2014 bereikt. Indirect zijn er hon-derden werknemers en bedrijven betrokken geweest bij de ontwikkeling van het windturbinepark waaronder ook internationale banken, verzekeraars, pensioenfondsen, en producenten van windturbines. Het offshore windturbi-nepark is het grootste hernieuwbare energieproject in de wereld gefinancierd op projectbasis. De geplande constructie van het windturbinepark begint in 2015. Wanneer deze fase begint, zullen er circa 500 mensen werken aan het project gedurende een periode van drie jaar. 150 Windturbines, elk met een capaciteit van 4MW, zullen geleverd worden door Siemens. Van Oord is verantwoorde-lijk voor de constructie van de fundering en de elektrische infrastructuur van het project. Het Gemini-project zal on-derhoudswerk verschaffen voor ongeveer honderd mensen wanneer het windturbinepark in werking wordt gesteld.

Helpen de duurzame doelen bereikenGemini zal de Nederlandse CO2 uitstoot reduceren met 1.25 miljoen ton per jaar. Hierdoor draagt Gemini signifi-cant bij aan de doelen die gesteld zijn door Nederland en de Europese Unie. Gemini gebruikt bewezen grensverleg-gende technologie voor het genereren van energie op een veilige en efficiënte manier. Hierdoor zal Gemini schone en hernieuwbare energie produceren voor vele generaties.

the  fourth  Dutch  wind  farm  “Gemini”  (2015)  

Order  the  book  online:  www.chriswestraconsul1ng.nl  

Clean energy from the seaSchone elektriciteit van zee

offshore wind CHRIS W

ESTRA

CHRIS WESTRA

9789082

300406

AMSTERDAM IJMUIDEN OFFSHORE PORT

Topics, described in this book include

--

--

-

-

-

--

www.profingreen.com www.nederland.marsh.com

Onderwerpen die in dit boek aan de orde komen

-

-

-

Title:      Offshore  Wind,  clean  energy  from  the  sea  Author:      Chris  Westra.    Language:    Bilingual  English,  Dutch      A  rich  illustrated  book  with  texts  about  the  many  aspects  of  offshore  wind.  Wind  energy  at  sea  is  a  fascina1ng  world;  building  a  sustainable  future  with  clean  energy.  A  story  that  demands  to  told  and  to  show.    Book  code:  9789082300406  Format  24  x  30,5  x  2,2  cm  -­‐  192  pages  Price:  €  29,90    +  standard  shipping  rates