BE1028599B1

BE1028599B1 - Een offshore windparkfundering

Info

Publication number: BE1028599B1
Application number: BE20205631A
Authority: BE
Inventors: Holen Ignace Van; Carl Heiremans
Original assignee: Jan De Nul
Priority date: 2020-09-11
Filing date: 2020-09-11
Publication date: 2022-04-11
Also published as: EP4211349A1; BE1028599A1; WO2022053675A1; NL2029178B1

Abstract

Kit van onderdelen om in elkaar te worden gezet tot een offshore windparkfundering, die een draagstructuur omvat voor het opnemen van een steunpijler, en die meerdere geprefabriceerde ballastelementen omvat die geconfigureerd zijn om boven op de draagstructuur te worden geplaatst op een vooraf bepaalde bevestigingslocatie.

Description

Een offshore windparkfundering Technisch domein De onderhavige uitvinding betreft een kit van onderdelen om in elkaar te worden gezet tot een offshore windparkfundering.

In de onderhavige octrociaanvraag betekent de term offshore windparkiundering een offshore fundering voor het funderen van windparkconstructies zoals windturbines, onderstations die ook wel transformatorstations worden genoemd, en meteorologische masten in de zee.

De onderhavige uitvinding betreft tevens een offshore windparkfundering die in elkaar is gezet met de kit van onderdelen.

De onderhavige uitvinding betreft voorts een werkwijze die gebruikmaakt van de onderdelen van de kil van onderdelen voor het installeren van een offshore windparkfundering.

Stand van de techniek Offshore windparkfunderingen zijn bekend in de stand van de techniek.

Een bepaalde offshore windparkfundering is geopenbaard door de octrooipublicalie CN208203477. De fundering omvat: een draagstructuur met een bovenste ring die een axiale, een radiale en een omlopende richting bepaalt, waarbij de bovenste ring bemelen is om een steunpijler te dragen die zich uitstrekt volgens een lengterichting {ussen een onderste uiteinde en een bovenste uiteinde, waarbij de draagsiructuur vooris een stel polen omvat die geconfigureerd zijn om op een zeebodem te rusten, waarbij de bovenste ring op zodanige wijze verbonden is met de polen dat de poten radiaal naar buiten toe ten opzichte van de bovenste ring en axiaal onder de bovenste ring zijn gepositioneerd, en zodanig dat iedere poot zich op een andere positie langs de omiopende richting bevindt dan de ernaast gelegen poten.

Het verschaffen van de draagstructuur maakt het mogelijk om aan aanzienlijke buigmomenten en zijdelingse krachten le weerstaan.

Het is schier essentieel dat de draagstructuur stabiel wordt verankerd In de zeebodem om aan de aanzienlijke buigmomenten en de zijdelingse krachten te weerstaan.

Daartoe wordt een verankeringspijler, ook wel een ‘pin pile’ genoemd, door elk van de poten heen en tot in de zeebodem geheid of geboord, doorgaans tot een diepte van meer dan 10m.

Een probleem met de fundering uit CN208203477 is dat de Installatie van de offshore windparkfundering een tijdrovend proces blijft dat het heien of boren van een groot aantal verankeringspijlers in de zeebodem vereist.

Dat is mel name problematisch wanneer de zeebodem geologische obstakels beval, zoals keien of harde rotsiagen.

Openbaring van de uitvinding De onderhavige uitvinding heeft tot doel een offshore windparkfundering te verschaffen waarbij het probleem uit de stand van de techniek wordt opgelost, d.w.z. een offshore windparkfundering te verschaffen die gemakkelijk en snel kan worden geïnstalleerd, bij voorkeur nagenoeg onafhankelijk van de bodemgesteldheid van de zeebodem.

Dat doel wordt volgens de uitvinding verwezenlijkt met sen kit van onderdelen die geschikt is om in elkaar te worden gezet tot een windparkfundering, waarbij de kit van onderdelen de technische kenmerken van de eerste conclusie vertoont.

De kit van onderdelen volgens de onderhavige uilvindng omvat derhalve een draagstructuur met een bovenste ring die een axiale, een radiale en een omlopende richting bepaal, waarbij de bovenste ring bemeten is om hel inbrengen mogelijk ie maken van een steunpijler die zich uitstrekt volgens een lengterichting tussen een onderste uiteinde en een bovenste uiteinde, door de bovenste ring heen, nadat de lengterichting van de steunpijler uitgelijnd is met de axiale richting.

De draagstructuur omvat voorts een stel poten die geconfigureerd zijn om op een zeebodem te rusten, bijvoorbeeld een voorbereide zeebodem, die bijvoorbeeld uitgegraven is en gevuld is met korrelvormig maleriaal zoals steenslag.

De bovenste ring is op zodanige wijze verbonden met de polen dat de poten radiaal naar buiten toe ten opzichte van de bovenste ring en axiaal onder de bovenste ring zijn gepositioneerd, en zodanig dat iedere pool zich op een andere positie langs de omlopende richting bevindt dan de ernaast gelegen poten.

De draagstructuur omvat voorts een onderste ring die axiaal onder de bovenste ring is gepositioneerd.

Bij voorkeur is de axiale zwaartepuntas van de onderste ring, d.w.z. de as die zich in de axiale richting uitstrekt door het zwaartepunt van de ring, collineair met de axiale zwaartepuntas van de bovenste ring.

De onderste ring is op zodanige wijze verbonden met de poten dal de poten zich radiaal naar buiten toe bevinden ten opzichte van de onderste ring.

De kit van onderdelen omvat voorts voorgevormde ballastelementen die geconfigureerd zijn om boven op de draagstructuur te worden geplaatst op een vooral bepaalde bevestigingsiocatie.

De kit van onderdelen volgens de onderhavige uitvinding stabiliseert de draagstructuur op de zeebodem door meerdere voorgevormde ballastelementen te en door ze boven op de draagstructuur te plaatsen. De zwaarte van de voorgevormde ballastelementen stabiliseert zo de draagstructuur, en daardoor ook de steunpijler, op de zeebodem, door de aanzienlijke buigmomenten die worden uitgeoefend op de steunpijler tegen te gaan en door weerstand te bieden tegen bewegingen als gevolg van de zijdelingse krachten van golven en stromingen.

Door het verschaffen van de ballastelementen is het complexe en tijdrovende heien of boren van verankeringspijlers in de zeebodem niet nodig. Dat is met name voordelig wanneer de zeebodem geologische obstakels bevat, zoals keien of harde rotslagen. De onderhavige uitvinding verschaft dus een kit van onderdelen die het mogelijk maakt om gemakkelijk en snel een offshore windparkfundering te installeren, nagenoeg onafhankelijk van de bodemgesteldheid van de zeebodem. De onderhavige uitvinding biedt bijkomende voordelen in vergelijking met de hogervermelde stand van de techniek, De onderhavige uitvinding biedt het voordeel dat het een kit van onderdelen is die meerdere modulaire componenten omvat, d.w.z. afzonderlijke componenten die in elkaar kunnen worden gezel op de locatie van de voorbereide zeebodem. De onderhavige uitvinding kan worden omschreven als een modulaire steunpijleriundering die gebruikmaakt van de zwaartekracht, waarbij de meerdere ballastelementen, de draagstructuur en de steunpijler afzonderlijke componenten zijn, wat een compact transport, d.w.z. verscheping van die componenten mogelijk maakt. Dat maakt het bijvoorbeeld mogelijk om een veel ruimere keuze aan vaartuigen te gebruiken, in het bijzonder kleinere vaartuigen. Bovendien kan, aangezien de afzonderlijke componenten licht zijn en afzonderlijk kunnen worden verwerkt, een lichter vaartuig worden gebruikt, d.w.z. dat aan minder hoge eisen inzake hefcapaciteit hoeft te voldoen. Het vaartuig kan bijvoorbeeld hefcapaciteiten hebben, zoals kranen, die beperkt zijn tot een hefvermogen van 4000 ton, 2000 ton of zelfs 1000 ton, De hefcapaciteiten van het vaartuig worden bij voorkeur bepaald door de zwaarste aizonderlijke component, d.w.z. de draagstructuur zelf. In het bijzonder is het niet nodig om tijdens de installatie van de offshore windparkfundering op de voorbereide zeebodem, verschillende types vaartuigen te voorzien, d.w.z. met verschillende afmetingen en laadvermogens.

Er zijn bijvoorbeeld geen verschillende vaartuigen nodig voor het positioneren en het aanbrengen van ballast.

Dat verlaag! ook drastisch de risico's waarmee het naderbij brengen en aanmeren van een vaartuig dicht bij reeds geïnstalleerde funderingen gepaard gaal.

In het bijzonder maakt de onderhavige kit van onderdelen het mogelijk om een windparkconstructie, zoals een windturbine, een onderstation of een meteorologische mast, te installeren met niet meer dan drie schepen, d.w.z. een eerste vaartuig voor het voorbereiden van de zeebodem, een tweede vaartuig voor het installeren van de offshore windparkfundering en een derde vaartuig voor het installeren van de windparkconstructie zelf, zoals bijvoorbeeld de windturbinegenerator zelf, op de offshore windparkfundering.

De onderhavige uitvinding biedt het bijkomende voordeel, in het bijzonder in vergelijking met conventionele funderingen op basis van de zwaartekracht, dat er door het verschaffen van voorgevormde ballastelementen bovendien geen tijdrovende ballastvoorziening in situ nodig is, bijvoorbeeld door het water in een verzonken vlotterbak in situ te vervangen door ballasimateriaal.

Recent zijn offshore windparkfunderingen geïnstalleerd in diepzeetoepassingen, d.w.z. in waterdieptes van meer dan 40m of 50m.

Op dergelijke dieptes zijn de krachten die worden uitgeoefend op de steunpijler hoog, in het bijzonder als gevolg van de gecombineerde krachten van stromingen en golfwerking, boven op de krachien van de windparkconstructie, zoals de windturbine, zelf, Bovendien is op dergelijke dieptes de afstand van de krachten tot het hefboomspunt (ook het draaipunt genoemd) groot.

Dat leidt er toe dat een aanzienlijk buigmoment word! uitgeoefend op de steunpijler.

Daarenboven tekent de laaiste jaren de trend zich af dat windparkconsiructies zoals windturbines sleeds groter worden, waardoor de lasten op de steunpijler groter worden.

Zo is bijvoorbeeld de grootte van offshore windturbines in het voorbije decennium verdubbeld of verdrievoudigd.

In het algemeen dienen offshore windparkiunderingen bestand te zijn tegen grote lasten, zoais aanzienlijke buigmomenten en zijdelingse krachten die worden uitgecefend op de steunpijler.

De onderhavige uitvinding biedt het voordeel dat de vrijslaande lengte van de steunpijler beperkt is, en dat die aanzienlijke buigmomenten bijgevoig vroeger worden overgedragen op de draagstructuur.

Dal is niet het geval bij een conventionele fundering met één enkele pijler (monopile ot monopijler), waarbij de last enkel wordt gedragen door de monopijler die in de zeebodem is gedreven.

Dat vereist dat monopiilers een hoge wanddikte en een grote diameter hebben en diep in de zeebodem worden gedreven.

De draagstruciuur in de

5 onderhavige uitvinding maakt het mogelijk om de wanddikte en diameter van de steunpijler te beperken, bijvoorbeeld in vergelijking met conventionele monopijlerfunderingen.

Daardoor worden de grootte en het gewicht van de steunpijler beperkt, waardoor het mogelijk wordi om een veel ruimere keuze aan vaartuigen te gebruiken, zoals hierboven beschreven.

Een steunpijler met een kleinere diameter reduceert bovendien de walerweersland en de impact van golven op de steunpijler.

Het verkleinen van de wanddikle en diameter van de steunpijler biedt ook het bijkomende voordeel dat de steunpijier uit één enkel suk kan worden gemaakt, bijvoorbeeld met middelen aan het bovenste uiteinde ervan voor het opnemen van de windparkconstructie zoals de windturbine, het onderstation of de meteorologische mast, in plaats van middelen aan het bovenste uiteinde ervan voor het opnemen van een overgangsstuk dat voorzien is van middelen voor het opnemen van de windparkconstructie.

Het verschaffen van de steunpijler als één enkel stuk biedt het voordeel dat de steunpijler geen zwakke schakels omvat, zoals verbindingen tussen een bovenste deel (doorgaans een overgangsstuk (Engels: “transition piece”) en een onderste deel (doorgaans een monopijler (Engels: “monopile”)). Het biedt bovendien het voordeel dat dergelijke verbindingen niet hoeven te worden gemaakt, aangezien het maken van dergelijke verbindingen sen complex en lijdrovend proces is.

De onderhavige uitvinding biedt het bijkomende voordeel, in het bijzonder in vergelijking met conventionele monopijlerfunderingen, dat het niet nodig is om een monopijler in de zeebodem te heien of boren.

Dal maakt de installatie niet alleen nagenoeg onafhankelijk van de bodemgesteldheid van de zeebodem, eenvoudiger en sneller, maar maakt het ook mogelijk om secundaire staalelementen en/of opofferingsanodes aan te brengen op de steunpijler nog voor de steunpijler in de draagstructuur wordt geplaatst.

Bij voorkeur is de onderste ring geconfigureerd om het onderste uiteinde van de steunpijler te dragen.

Bij wijze van alternatief rust het onderste uiteinde van de steunpijler op de zeebodem, d.w.z. wordt het ondersteund door de zeebodem, d.w.z. zonder de steunpijler in de zeebodem te boren of heien.

Eventueel kan de onderzijde van de steunpijler die op de zeebodem rust in de zeebodem zinken door het gewicht van de steunpijler.

De steunpijler dringt als gevolg van dat zinken echter ten hoogste 5 meter, bijvoorbeeld 1 meter door in de zeebodem.

Een bijkomend voordeel is dal de steunpijler korter is dan de monopijler omdat de monopijler een aanzienlijk dee! van zijn lengte heeft dat zich onder de zeebodem bevindt.

Dat brengt de voordelen met zich mee die hoger zijn beschreven, bijvoorbeeld dat de steunpijler uit één enkel stuk kan worden gemaakt, en dat de diameter en de wanddikie kunnen worden aangepast aan de omstandigheden op de plaalsingsiocatie, bijvoorbeeld de waterdiepte, de lasten als gevoig van golven/stroming, de lasten als gevolg van de wind enz.

De onderhavige uilvinding biedt het bijkomende voordeel dat, omdat de steunpijler op twee posities is verankerd, d.w.z. aan de bovenste ring en aan de onderste ring, de vrijstaande lengte van de steunpijler wordt verkleind, en dat bijgevolg de aanzienlijke buigmomenten en zijdelingse krachten vroeger worden overgedragen op de draagstructuur.

De onderhavige uitvinding biedt het bijkomende voordeel dai, omdat de onderste ring voorzien is van een boorgat dat zich axiaal uitstrekt, ook wel een uilsparing (Engels: “recess”) genoemd, het risico op schommelen (Engels: “rocking”) aanzienlijk wordt verkleind, d.w.z. zelfs als er een verhoging van de zeebodem aanwezig zou zijn onder de opening van het boorgat van de onderste ring, zou die niet leiden tot instabiliteit bij de positionering van de draagstructuur.

De onderhavige uitvinding biedt het bijkomende voordeel, in het bijzonder in vergelijking met conventionele funderingen op basis van de zwaartekracht, dat bij het groeperen van de individuele funderingen in families binnen één enkel windpark, iedere offshore windparkfundering op zichzelf kan worden voorzien van een aangepast aantal voorgevormde ballastelementen, d.w.z. voldoende om het verschuiven en omslaan van de offshore windparkfundering te voorkomen binnen een vooraf bepaalde veiligheidsmarge.

Terwijl de draagstruciuren meer uniform aan de lopende band kan worden geproduceerd, kan de aanpassing aan de specifieke individuele locatie van iedere fundering plaatsvinden op het vlak van de grootie of het aantal van de ballastelementen en de lengte van de sieunpijler.

Volgens een uitvoeringsvorm van de onderhavige uitvinding zijn de voorgevormde ballastelementen vooraf gegoten betonblokken.

Volgens een uitvoeringsvorm van de onderhavige uitvinding heeft ieder afzonderlijk voorgevormd ballastelement een massa die lager is dan de massa van de draagstructuur.

Dat biedt het voordeel dat de hefcapaciteiten van het vaartuig enkel zullen worden bepaald door de massa van de draagstructuur, en dat hetzelfde vaartuig kan worden gebruikt om de voorgevormde ballastelementen te plaatsen, De draagstructuur heeft bij voorkeur een massa die groter is dan 800 ton, bij voorkeur groter dan 1000 ton.

De draagstructuur heeft bij voorkeur een massa die kleiner is dan 5000 ton, bij voorkeur kleiner dan 2000 ton.

De massa van ieder afzonderlijk voorgevormd ballastelement is bij voorkeur groter dan 100 ton, bij voorkeur groter dan 500 ton.

Volgens een uitvoeringsvorm van de onderhavige uitvinding beschikken de voorgevormde ballastelementen over sen koppelingsmiddel om het ballasteiement te koppelen aan de bevestgingslocatie van de draagstruciuur.

Het koppelingsmiddel van de voorgevormde ballastelementen is bijvoorbeeld een groef.

De bevestigingslocalie van de draagstructuur omvat bijvoorbeeld een uitstulping, waarbij de groef en de uitstulping in elkaar grijpen om het voorgevormde ballastelement te koppelen aan de bevestigingsiocatie.

Het in elkaar grijpen lussen de groef en de uitstuliping vormt bijvoorbeeld een dwarsopsluitingsverbinding (Engels: ‘shear key = connection”. Het koppelingsmiddet van de ballastelementen omvat bij voorkeur een uitsnijding in ieder ballastelement, die bijvoorbeeld de groef zoals hierboven beschreven vormt, waarbij de uitsniiding bij voorkeur een vorm heeft die complementair is aan de vorm van de draagsiruciuur op de bevestigingsiocatie, en die bijvoorbeeld de uitstulping vormt zoals hierboven beschreven, Dai zorgt voor een stabiele verbinding tussen de voorgevormde ballastelementen en de draagstruciuur.

Bij voorkeur is de bevestigingslocalie op de draagstructuur, de poten van de draagstruciuur, bijvoorbeeld het bovenste oppervlak van de polen van de draagstructuur, d.w.z. de voorgevormde ballastelementen dienen te worden gepositioneerd boven op ten minste een deel van het bovenste oppervlak van de polen.

Dat verschaft een optimale locatie om de draagstructuur vast te houden tegen het aanzienlijke buigmoment dat wordt uitgeoefend op de draagstructuur,

omdat de polen zich radiaal naar buiten toe bevinden ten opzichte van de bovenste en de onderste ring. De uitsnijding heeft dus bij voorkeur een vorm die complementair is aan de vorm van de poot, bijvoorbeeld van het bovensle oppervlak van de poot. Naast elkaar gelegen poten zijn bij voorkeur met elkaar verbonden door één enkel voorgevormd ballastelement. leder voorgevormd ballastelement omvai dus bij voorkeur twee uitsnijdingen, in het bijzonder één uitsnijding aan elk van de tegenover elkaar gelegen uiteinden ervan.

De voorgevormde ballastelementen zoals hierboven beschreven worden ook de basisballastelementen genoemd. De basisballastelementen omvatten bij voorkeur een bijkomend koppelingsmiddel, in het bijzonder een uitstulping, bij voorkeur een uitstuiping aan eik van de legeriover elkaar gelegen uiteinden ervan, d.w.z. boven op de uitsnijdingen. De uitstulping heeft bijvoorbeeld een vorm die soortgelijk is aan die van de uitstulping die voorzien is op de bevestigingslocatie zoals hierboven beschreven. Het bijkomende koppelingsmiddel van de basisballastelementen is geconfigureerd om te koppelen met bijkomende voorgevormde ballastelementen, die bijkomende ballasteiementen worden genoemd, en die geconfigureerd zijn om boven op de basisballastelementen te worden geplaatst. Bij voorkeur omvat de kit van onderdelen de bijkomende balastelementen. De bijkomende ballasteiementen omvatten bij voorkeur een koppelingsmiddel, in het bijzonder een groef, die complementair is aan het bijkomende koppelingsmiddel van de basisballastelementen, wat het koppelen mogelijk maakt van het bijkomende ballastelement en het basisballastelement. De bijkomende ballastelementen omvatten bij voorkeur een bijkomend koppelingsmiddel, in het bijzonder een uitstuiping, om te koppelen met verdere bijkomende ballastelementen, bijvoorbeeld om een iweede ring van bijkomende ballasielementen te vormen. Bij voorkeur hebben de bijkomende ballastelementen en de basisballastelementen dezelfde vorm, en ze zijn bij voorkeur gemaakt van hetzelfde materiaal. Bij voorkeur is de uitsnijding in het basisballastelement de groef van het bijkomende ballasielement. Bij voorkeur is het bijkomende koppelingsmiddel van het basisballastelement het bijkomende koppelingsmiddel van het bijkomende ballastelement. Volgens een ulivoeringsvorm van de onderhavige uitvinding hebben de voorgevormde ballasielementen de vorm van een balk. Volgens een uitvoeringsvorm van de uitvinding hebben de voorgevormde ballastelementen de vorm van gekromde balken, Dat maakt bij voorkeur mogelijk dat de voorgevormde ballasielementen in elkaar worden gezel in de vorm van een cirkelvormige ring. Volgens een uitvoeringsvorm van de uitvinding overspant ieder voorgevormd ballastelement een boog die nagenoeg gelijk is aan 360° gedeeld door het aantal! poten van de draagstructuur. Volgens een alternatieve uitvoeringsvorm van de onderhavige uitvinding hebben het voorgevormde ballastelementen de vorm van een rechte balk.

Volgens een uitvoeringsvorm van de uitvinding bepalen naast elkaar gelegen poten een hoek volgens de axiale richting, waarbij de hoeken van elk stel naast elkaar gelegen poten gelijk zijn. Een draagstructuur met drie polen heeft bijvoorbeeld een noek van 120° lussen elk stel naast elkaar gelegen poten. Volgens een uitvoeringsvorm van de onderhavige ultvinding is het aanlal polen even. Volgens een uitvoeringsvorm van de onderhavige uitvinding is het aantal poten ten minste drie, bij voorkeur {ussen drie en tien, bij voorkeur zes. Ten minste drie poten maken het mogelijk om te weerstaan aan het aanzienlijke buigmoment en zijdelingse krachten, onafhankelijk van de richting van de kracht die wordt uitgeoefend op de steunpijler. Volgens een uitvoeringsvorm van de onderhavige uitvinding is de bovenste ring een metalen ring. Volgens een uitvoeringsvorm van de onderhavige uitvinding omvat de bovenste ring afgeschuinde geleidingspinnen op de bovenste boord ervan die geconfigureerd zijn om het onderste uiteinde van de steunpijler in hel boorgat van de bovenste ring te geleiden. Volgens een uitvoeringsvorm van de onderhavige uitvinding is de bovenste ring verbonden met de poten door middel van een eerste stel schoren. Schoren worden ook stangen gencemd. Het verschaffen van schoren met openingen tussen de naast elkaar gelegen schoren, in piaats van een ononderbroken kegel, maakt het mogelijk om de draagstructuur lichter, en dus gemakkelijker te transporteren te maken. Bovendien helpt het om de draagstructuur optimaler le doen werken, omdat de opwaartse krachten en de zwaartekracht die de opwaartse krachten tegenwerkt, in vrijwel hetzelfde punt samenkomen. Daarenboven biedt de transparantie van de structuur het voordeel dat er door het water minder weerstand wordt uitgeoefend.

Bij voorkeur is het aantal schoren in het eerste stel schoren gelijk aan het aanlal polen in de draagstructuur.

Bij voorkeur is iedere pool verboden met de bovenste ring door middel van één schoor van het eerste stel schoren.

Bij voorkeur strekt iedere schoor in het eerste stel schoren zich uit in de radiale en de axiale richting, d.w.z. de vector die wordt beschreven door de schoor heeft een axiale component die niet gelijk is aan nul en een radiale component die niet gelijk is aan nul, De schoren strekken zich in het bijzonder rechiliinig uit.

Bij voorkeur is de axiale lengte van de schoren zodanig dat de bovenste ring zich onder water bevindt, bijvoorbeeld op het laagsie astronomische getij (LAT). Bij voorkeur is de axiale lengte van de schoren zodanig dat de bovenste ring zich bevindt op nagenoeg de helft van de zeediepte bij astronomisch laagtij, bijvoorbeeld binnen een afwijking van 30%, bij voorkeur 20%. De verhouding van de axiale lengte toi de radiale lengte van de eerste schoor ligt bij voorkeur tussen 0,5 en 1,5, en is bij voorkeur ongeveer gelijk aan 1. Bij voorkeur strekken de schoren van het serste stel schoren zich loodrecht op de omlopende richting uit.

Bij voorkeur zijn de schoren van het eerste siel schoren metalen schoren, bij voorkeur holle metalen schoren.

De schoren zijn bijvoorbeeld gevormd als |-baiken of als cilindervormige buizen.

Volgens een uitvoeringsvorm van de onderhavige uitvinding omvat de ondersie ing een primaire ring en een pijlersleunelement, d.w.z. een element dat radiaal! naar binnen toe als een flens is gevormd ten opzichte van het boorgat van de primaire ring.

Het pijlersieunelement is bijvoorbeeld radiaal naar binnen toe als een flens gevormd over een afstand van ten minste eenmaal, bij voorkeur ten minste vijfmaal, bij voorkeur ten minste tienmaal de wanddikte van het onderste uiteinde van de steunpijler.

De primaire ring is bemeten om het inbrengen mogslijk te maken van de steunpijler door de primaire ring heen tot het onderste uiteinde van de steunpijler komt aan te liggen tegen het pijlersteunelement nadat de lengterichting van de steunpijler uitgelijnd is met de axiale richting.

Volgens een uitvoeringsvorm van de onderhavige uitvinding omvat de ondersie ring een metalen ring.

Bij voorkeur is de metalen ring de primaire ring van de onderste ring, Bij voorkeur omvat de onderste ring een voorgegolen betonnen ring, bijvoorbeeld van gewapend beton, die de primaire ring omgeeft.

Bij voorkeur strekt de voorgegoten betonnen ring zich bovendien uit onder de primaire ring en vormt hij het pijlersteunelement.

Volgens een uitvoeringsvorm van de onderhavige uitvinding zijn de polen, in hel bijzonder het onderste oppervlak van de poten, coplanair met de onderste boord van de onderste ring gepositioneerd. Dal zorgt ervoor dat de onderste ring wordt gedragen door de zeebodem. Daardoor worden de verticale lasten optimaal! overgedragen van de draagstructuur naar de zeebodem.

Volgens een uilvoeringsvorm van de onderhavige uilvinding is de onderste ring verbonden met de poten door middel van een tweede stel schoren. Het verschaffen van schoren met openingen lussen de naast elkaar gelegen schoren, in piaais van een schijf, maakt het mogelijk om de draagstructuur lichter, en dus gemakkelijker te transporteren le maken. Het voorkomt bovendien het schommelen van de draagstructuur, zelfs als er een verhoging van de zeebodem aanwezig zou zijn {ussen de schoren. Bij voorkeur is het aantal schoren in het tweede stel schoren gelijk aan het aantal polen in de draagstructuur. Bij voorkeur is iedere pool verbonden met de onderste ring door middel van één schoor van het tweede stel schoren, De schoren strekken zich in het bijzonder rechtlijnig uit. Bij voorkeur strekt iedere schoor van het tweede stel schoren zich uit in de radiale richting. Bij voorkeur strekt iedere schoor van het tweede stel schoren zich loodrecht uit op de axiale richting. Bij voorkeur strekt iedere schoor van het tweede stel schoren zich loodrecht uit op de omlopende richting. Bij voorkeur zijn de schoren van het tweede stel schoren elk voorgegoten betonnen schoren, bij voorkeur voorgegoten schoren in gewapend beton. Bij voorkeur omvalt de onderste ring de hoger vermelde voorgegoten betonnen ring die de primaire ring omgeeft, waarbij de voorgegoten betonnen ring als één stuk is gevormd met de voorgegoten betonnen schoren van het tweede stel schoren. Volgens een uiivoeringsvorm zijn de poten voorgegolen betonnen poten. Bij voorkeur zijn de voorgegoten betonnen poten als één stuk gevormd met de schoren van het tweede stel schoren, Het verschaffen van de poten en/of de schoren van het tweede stel schoren en/of de ring die de onderste ring omgeeft als een voorgegoten betonnen structuur maakt het mogelijk om het efficiënte gebruik van het gewicht van de draagstructuur te verbeteren en tegelijk de grootte van de draagstructuur te beperken. De voorgegoten betonnen onderdelen maken bij voorkeur tussen 60% en 90%, bij voorkeur ten minste 80% van de massa van de draagstructuur uit. Volgens een uitvoeringsvorm van de onderhavige uitvinding vormen de bovenste ring en de onderste ring samen één enkele, zich axiaal uilstrekkende ring waarvan de bovenste ring en de onderste ring respectievelijk het bovenste en hel onderste deel zijn, bijvoorbeeld de bovenste 50cm en de onderste 50cm. Bij wijze van alternatief is de bovenste ring verbonden met de onderste ring door middel van een derde steil schoren. De openingen lussen de naast elkaar gelegen schoren bieden het voordeel dat er door het water minder weerstand wordt uitgeoefend op de draagstructuur en dat een lichtere draagstructuur wordt verkregen. In het bijzonder zijn de schoren van het derde stel schoren rechtlijnige schoren, die zich bij voorkeur voornamelijk in de axiale richting uitstrekken. De schoren van het derde stel schoren strekken zich bij voorkeur oak uit in een richting loodrecht op de axiale richting en de radiale richting. Dat maakt het mogelijk om optimaal! torsiemomenten tegen te gaan die worden uitgeoefend op de bovenste en/of de onderste ring. Bij voorkeur strekken naast elkaar gelegen schoren in het derde stel schoren zich uit in tegengestelde richtingen volgens de richting loodrecht op de axiale richting en de radiale richting. Dat maakt het mogelijk om optimaal! torsiemomenien tegen te gaan die worden uitgeoefend op de bovenste en/of de onderste ring in om het even welke richting. De schoren van het derde stel schoren zijn bij voorkeur rechtstreeks verbonden met de onderste ring of met de voorgegoten betonnen ring die de onderste ring omgeeft, De schoren van het derde stel schoren zijn bij voorkeur rechtstreeks verbonden met de bovenste ring of met een gedeelte van de schoren van het eerste stel schoren grenzend aan de bovenste ring. Volgens een alternatieve uitvoeringsvorm van de onderhavige uitvinding is de bovenste ring enkel verbonden met de onderste ring via het eerste stel stangen, de polen en het tweede stel stangen, d.w.z. dat er vóór het inbrengen van de steunpijler geen rechtstreekse axiale verbinding is tussen de bovenste en de onderste ring.

Volgens een uitvoeringsvorm van de onderhavige uilvinding omvat de kit van onderdelen voorls een eerste verbindingsmiddel voor het verbinden van de bovenste ring met de steunpijler die zich door de bovenste ring heen uitstrekt. Volgens een uilvoeringsvorm van de onderhavige uitvinding omvat de kit van onderdelen voorts een tweede verbindingsmiddel voor het verbinden van de onderste ring met de sieunpijier die zich door de onderste ring heen uitstrekt Volgens een uitvoeringsvorm van de onderhavige uitvinding is het eerste en/of het tweede verbindingsmiddel gevormd door het opvullen van de ruimte lussen de steunpijler en respectievelijk de bovenste en/of de onderste ring. Volgens een uilvoeringsvorm van de onderhavige uitvinding omvat de kit van onderdelen voorts de steunpijler. De steunpijler heeft bij voorkeur een lengte die ten minste gelijk is aan de waterdiepte bij astronomisch hoogtij op de plaatsingsiocatie. Bij voorkeur is het bovenste uiteinde van de steunpijler geconfigureerd voor het opnemen van een windparkconstructie zoals een windturbine, een onderstation of een meteorologische mast, d.w.z. in plaais van de configuratie waarbij het bovenste uiteinde van de steunpijler geconfigureerd is voor het opnemen van een overgangsstuk dal geconfigureerd is voor het opnemen van de windparkconstructie. Bij voorkeur is de volledige steunpijler gemaakt uit één enkel stuk met de hierboven beschreven voordelen. Bij voorkeur is de massa van de steunpijler lager dan de massa van de draagstructuur met de hierboven beschreven voordelen, Volgens een uilvoeringsvorm van de onderhavige uitvinding heeft de steunpijler, in het bijzonder aan het onderste uiteinde ervan, een diameter tussen 5m en 10m, bij voorkeur tussen 6m en 8m. De diameter van de steunpijler kan worden aangepast aan de omstandigheden op de plaatsingsiocatie bijvoorbeeld de walerdieple, de lasten als gevolg van golven/stroming, de lasten als gevolg van de wind enz. Bij voorkeur heeft de steunpijler een nagenceg cilindervormige vorm, d.w.z. met een nagenoeg constante diameter over de lengte ervan. Bij wijze van alternatief heeft de steunpijler een veranderende diameter over de lengte ervan.

Volgens een uilvoeringsvorm van de onderhavige uitvinding omvat de kit van onderdelen voors een windparkconstructie, bijvoorbeeld een windturbine, een onderstation of een meteorologische mast. De windturbine is bijvoorbeeld een turbine van 5-8 MW of 10-15 MW of een grotere turbine.

Een bijkomend doel van de onderhavige uitvinding is het verschaffen van een geïnstalleerde offshore windparkfundering die de componenten van de kit van onderdelen zoals hierboven beschreven omvat, De uitvoeringsvormen betreffende de geïnstalleerde offshore windparkfundering worden hierna beschreven.

Volgens een uitvoeringsvorm strekt de steunpiler zich door de bovenste ring heen uit, en zijn de voorgevormde ballastelementen boven op de bevestigingsiocatie van de draagstructuur geplaatst.

Bij voorkeur rust het onderste uiteinde van de steunpijler op de draagstructuur, d.w.z. het onderste uiteinde van de steunpijler is niet in de zeebodem gedrongen.

Bij voorkeur wordt het onderste uiteinde van de steunpijler gedragen door de onderste ring van de draagstructuur, bijvoorbeeld door het pijlersieunelement van de onderste ring.

Volgens een uitvoeringsvorm van de onderhavige uitvinding zijn ten minste iwee afzonderlijke voorgevormde ballastelementen boven op de draagstructuur op de bevestigingsiocatie geplaatst,

Volgens een uivoeringsvorm van de onderhavige ultvinding is de bevestigingsiocatie van de draagstructuur de polen van de draagstructuur, bijvoorbeeld de bovenzijde van de polen van de draagstructuur, d.w.z. de voorgevormde ballastelementen zijn ten minste aangebracht op ten minste een deel van de bovenzijde van de poten van de draagstructuur.

Bij voorkeur is het aantal afzonderlijke voorgevormde ballastelementen ten minste gelijk aan het aanlal poten, bij voorkeur gelijk aan het aantal polen, Dat maakt het mogelijk om ten minste één, bij voorkeur één, voorgevormd ballastelement per pool te voorzien.

Daarnaast worden bijkomende ballastelementen bij voorkeur voorzien boven op de hoger vermelde voorgevormde bailastelementen.

Bij voorkeur zijn naast elkaar gelegen poten met elkaar verbonden door de voorgevormde ballastelementen, bij voorkeur door één enkel voorgevormd balastelement.

De locatie van het contactpunt van het voorgevormde ballastelement met de polen biedt het voordeel dat de neerwaartse zwaartekracht van de voorgevormde ballastelementen aan beide zijden van de polen rechtstreeks inwerkt op de locatie waar de opwaartse krachten inwerken, waardoor buigmomenten in de poten en in de draagstructuur als geheel beperkt blijven.

Volgens een uitvoeringsvorm van de onderhavige uitvinding vormen de afzonderlijke voorgevormde ballastelementen samen een ring.

Het verschaffen van een ring biedt het voordeel dat maximaal gebruik wordt gemaakt van de capaciteit van de voorgevormde balastelementen om de omkantelkrachten tegen te gaan met een minimum aan materiaalgebruik, d.w.z. massa die binnen in de ring word! aangebracht, zou minder tegenwerkend moment per massa eenheid opleveren om het omkanielen van de offshore windparkfundering tegen te gaan omdat de afstand van de genoemde massa tot het draaipunt van het buigmoment kleiner zou zijn. Volgens een uitvoeringsvorm zijn de voorgevormde ballastelemenien gekromde balken, en is de ring die samengesteld is uit die voorgevormde ballastelementen een cirkelvormige ring. De cirkelvormige ringvorm heeft het voordeel dat hij een lage vormfactor heeft. In een alternatieve uitvoeringsvorm zijn de voorgevormde ballastelementen rechte balken, en is de ring die samengesteld is uit die voorgevormde ballasielementen een veelhoekige ring. Volgens een Uitvoeringsvorm van de onderhavige uitvinding vormen de bijkomende voorgevormde balastelementen die boven op de voorgevormde basisballastelementen zijn geplaatst, eveneens ten minste één ring, bijvoorbeeld een cirkelvormige ring of een veelhoekige ring. Het aantal ringen van bijkomende voorgevormde ballastelementen kan worden verhoogd afhankelijk van de omstandigheden op de plaalsingslocaltie, bijvoorbeeld de waterdiepte, de lasten als gevolg van golven/stroming, de lasten als gevolg van de wind enz.

Een bijkomend doel van de onderhavige uitvinding is het verschaffen van een geïnstalleerde offshore windparkconstructie zoals een offshore windiurbine, onderstation of meteorologische mast. De geïnstalleerde offshore windparkconstructie omvat de geïnstalleerde offshore windparkfundering zoals hoger beschreven, waarbij de offshore windparkfundering een windparkconstructie zoals een windturbine, een onderstation of een meteorologische mast draagt. Een bijkomend doel van de onderhavige uitvinding is het verschaffen van een werkwijze voor het installeren van een offshore windparkfundering, waarbij de werkwijze de volgende stappen omvat: a) het verschaffen van de kit van onderdelen zoals hierboven beschreven, b} het verschepen van de draagstructuur naar een plaalsingslocatie, ©) het verschepen van het voorgevormde ballastelement naar de plaatsingsiocatie, d) het verschepen van de steunpiiler naar de plaatsingsiocatie, e} het plaatsen van de draagstructuur op de zeebodem, f het plaaisen van de voorgevormde ballastelementen boven op de bevestigingsiocatie, bij voorkeur de polen, van de draagstructuur, en g} het inbrengen van de steunpiiler door de bovenste ring heen en naar de zeebodem, bijvoorbeeld tot het onderste dee! van de steunpijler komt aan te liggen tegen de onderste ring. Stap a) van het verschaffen van de kit van onderdelen is een stap die ten laatste dient te worden uitgevoerd nadat de andere stappen zijn uilgevoerd, d.w.z. nadai de offshore windparkfundering is geïnstalleerd, zullen alle onderdelen van de kit van onderdelen aangebracht zijn. De werkwijze kan ook worden omschreven als: het verschaffen van de draagstructuur uit de kit van onderdelen, het verschaffen van de voorgevormde ballastelementen uit de kit van onderdelen, het verschaffen van de steunpijler uit de kit van onderdelen, het verschepen van de draagstructuur naar een plaatsingsiocatie, het verschepen van het voorgevormde ballastelement naar de plaatsingsiocatie, het verschepen van de sleunpijler naar de plaatsingsiocatie, het plaatsen van de draagstructuur op de zeebodem, het plaatsen van de voorgevormde ballastelementen boven op de poten van de draagstructuur, en hel inbrengen van de steunpijler door de bovenste ring heen en naar de zeebodem.

Voigens een uitvoeringsvorm van de onderhavige uitvinding omvatien stappen D}, c) en d) verscheping met gebruik van één enkel vaartuig, bijvoorbeeld in één enkele gecombineerde stap. Bij voorkeur is het vaartuig een schip.

Volgens een uilvoeringsvorm van de onderhavige uitvinding wordt stap g} pas uitgevoerd na het uitvoeren van stappen e) en f). Dat biedt het voordeel dat de steunpijler gemakkelijk kan worden neergelaten in de reeds geplaalsie draagstructuur, wal de inzet vermijdt van tijdelijke vasthoudmiddelen, zoals een paalgrijper (Engels: “pile gripper’) , voor het vasthouden van de aangebrachte steunpijler op de plaatsingsiocatie terwijl wordt gewacht op het plaatsen van de draagsiructuur.

Volgens een uitvoeringsvorm van de onderhavige uitvinding omvat de werkwijze een stap van het voorbereiden van de zeebodem op de gewenste plaatsingsiocatie, vóór om het even welke van de stappen e), 9 en g) wordt uitgevoerd. Bij voorkeur omvat de stap van het voorbereiden van de zeebodem op de gewenste plaalsingslocatie het graven van een holte in de zeebodem en het ten minste gedeelielijk vuilen de holte met korrelvormig materiaal zoals steenslag.

Bij voorkeur wordt na het plaatsen van de draagstructuur op het korrelvormige maleriaal in slap e), bijkomend korrelvormig materiaal zoals steensiag — bijvoorbeeld met een andere korrelgrootte dan het korreivormige materiaal dat is gebruikt voor het vullen van de holte — toegevoegd om ten minste een deel van de poten van de draagstructuur te bedekken. Dal voorkomt erosie aan de poten. Volgens een uitvoeringsvorm van de onderhavige uitvinding omvat de werkwijze een stap van het bevestigen van de steunpijler aan de bovenste en de onderste ring, bijvoorbeeld door het opvullen (Engels: “grouting”) van de ruimte tussen enerzijds de steunpijler en anderzijds de bovenste en de onderste ring.

Een bijkomend doel van de onderhavige uitvinding is het verschaffen van een werkwijze voor het installeren van een offshore windparkconstructie zoals een windturbine, een onderstation of een meteorologische mast. De werkwijze omval het installeren van de offshore windparkfundering zoals hierboven beschreven, waarbij de werkwijze voorts het plaalsen omvat van een windparkconstructie zoals sen windturbine, een onderstation of een meteorologische mast op de offshore windparkfundering.

Figuren Figuur 1 toont een weergave in perspectief van de draagstructuur gepositioneerd op de zeebodem.

Figuur 2 toont de weergave in perspectief van de draagstructuur van figuur 1 waarbij voorgevormde basisballastelementen zijn weergegeven met indicaties van de manier waarop de voorgevormde basisballastelemenien dienen te worden gepositioneerd boven op de poten van de draagstructuur, en waarbij bijkomende voorgevormde ballastelementen zijn weergegeven met indicaties van de manier waarop de bijkomende voorgevormde ballasielementen dienen te worden gepositioneerd bovenop de voorgevormde basisballastelementen.

Figuur loont een gedetailleerde weergave van de voorgevormde ballastelementen die te zien zijn in figuur 2. Figuur 4 loont de weergave in perspectief van de draagstructuur en de voorgevormde ballastelementen van figuur2 waarbij de voorgevormde basisballastelementen boven op de poten zijn gepositioneerd en waarbij geen bijkomende voorgevormde ballastelemenien boven op het voorgevormde basisballastelement zijn gepositioneerd, en waarbij een steunpijler is ingebracht in de draagstructuur.

Figuur 5 toont de offshore windparkfundering van figuur 4 waarbij een windturbine wordt gedragen op de offshore windparkfundering. Bondige beschrijving van de figuren De onderhavige uitvinding zal worden beschreven met betrekking toi specifieke uitvoeringsvormen en onder verwijzing naar bepaalde illustraties; de uitvinding is daartoe echter niet beperkt, maar wordt enkel bepaald door de conclusies. De beschreven illustraties zijn slechts schematisch en zijn niet- inperkend. In de illusiraties kan de grootte van sommige elementen voor Hustralieve doeleinden uitvergroot zijn en niet op schaal getekend. De afmetingen en relatieve afmetingen komen niet noodzakelijk overeen met feitelijke praktijkuitvoeringen van de uitvinding.

Voorts worden de termen eersie, tweede, derde, en dergelijke, in de beschrijving en de conclusies gebruikt om een onderscheid te maken lussen gelijksoortige elementen, en niet noodzakelijk om een seguentièle of chronologische volgorde te beschrijven. De termen zijn in gepaste omstandigheden uitwisselbaar, en de uitvoeringsvormen van de uitvinding kunnen functioneren in andere volgorden dan hier wordt beschreven of geïllustreerd.

De term ‘omvallende’, die in de conclusies wordt gebruikt, dient niet te worden geïnterpreteerd als beperkt tot de middelen die erna worden opgesomd; hij sluit andere elementen of stappen niet uit. De term dient te worden geïnierpreieerd in die zin dat hij de aanwezigheid specifieert van de genoemde kenmerken, getallen, stappen of componenten zoals aangeduid, maar sluit de aanwezigheid of toevoeging van een of meer andere kenmerken, getallen, stappen of componenten, of groepen daarvan niet uit. De draagwijdte van de uitdrukking ‘een inrichting omvattende middelen A en B’ dient dus niet beperkt te worden toi inrichtingen die enkel bestaan uit componenten À en B. Ze betekent dat wal betreft de onderhavige uitvinding, de enige relevante componenten van de inrichting A en B zijn.

Figuur 1 toont een weergave in perspectief van de draagstructuur 2 gepositioneerd op de zeebodem 3. De figuur toont tevens de eerste stap in een als voorbeeld aangehaalde werkwijze voor het installeren van een offshore windparkdundering 1 volgens de onderhavige uitvinding.

De draagstructuur 2 omvat een melalen bovenste ring 4 die sen axiale, een radiale en een omiopende richting bepaalt De bovensie ring 4 is bemeten om het inbrengen mogelijk te maken van een steunpijler die zich uilstrekt volgens een lengterichting tussen een onderste uiteinde en een bovenste uiteinde, door de bovenste ring 4 heen, nadat de lengterichting van de steunpijler uitgelijnd is met de axiale richting.

Met andere woorden is de diameter van het boorgat 7 van de bovenste ring 4 groter dan de diameter van de steunpijler.

De bovenste ring 4 omvat een bovenste boord 5 en een onderste boord 6. Boven op de bovenste boord 5 van de bovenste ring 4 zijn meerdere afgeschuinde geleidingselementen 8 voorzien: voor het geleiden van het onderste uiteinde van de steunpijler door het boorgat 7 van de bovenste ring 4. De draagstruciuur 2 omvalt voorts zes polen 9 die rusten op een voorbereide zeebodem 3, d.w.z. een zeebodem die is voorbereid door het uitgraven van de natuurlijke zeebodem, waarbij de uiigegraven holte gevuld is met korrelvormig materiaal, in het bijzonder steenslag.

Daartoe heeft de onderzijde 10 van de polen 3 een nagenoeg plat oppervlak om optimaal te rusten op de zeebodem 3. De polen 9 hebben een uitstuipende vorm om ineengrijpen met de uitsnijdingen/groef in de voorgevormde ballastelementen mogelijk te maken, zoals hierna zal worden toegelicht.

De uitstuipende vorm is in het bijzonder die van een afgeknotte piramide 11, bijvoorbeeld met vier zijwanden.

Op het bovenste oppervlak 12 van de afgeknotte piramide 11, d.w.z. het kleine oppervlak dat zich bevindt tegenover het nagenoeg platte onderste oppervlak 10, is een verbindingsdeel 13 voorzien voor het verbinden van de polen 9 met schoren 14 van een eerste stel schoren, zoals hierna zal worden toegelicht.

De polen 9 bevinden zich op gelijke afstanden van elkaar, d.w.z. elk ervan staat op 60° van de ernaast gelegen polen volgens de axiale richting.

De poten 9 zijn voorgegoten betonnen poten, en zijn als één stuk gevormd met de voorgegoten belonnen schoren 15 van het iweede stel, zoais hierna zal worden toegelicht.

De bovenste ring 4 is op zodanige wijze verbonden met de polen 9 dat de polen 9 zich radiaal naar buiten toe bevinden ten opzichte van de bovenste ring 4 en axiaal! onder de bovenste ring 4. De bovenste ring 4 is verbonden met de polen 9 door middel van een eerste stel schoren 14. Het aantal schoren 14 in het eerste ste! schoren is gelijk aan het aantal poten 9 in de draagsiructuur 2 d.w.z. zes. ledere poot 9 is verbonden met de bovenste ring 4 door middel van één schoor 14 van het eerste stel schoren, ledere schoor 14 in het eerste stel schoren strekt zich uil in de radiale en de axiale richting.

De schoren 14 strekken zich in het bijzonder rechtlijnig uit.

De schoren 14 van het eerste stel schoren strekken zich loodrecht uit op de omlopende richting, d.w.z. de schoor 14 strekt zich niet uit in de richting loodrecht op de radiale en de axiale richting.

De schoren 14 van het eerste ste! schoren zijn metalen buizen, in het bijzonder holle metalen buizen.

De schoren 14 van het eerste stel schoren zijn bevestigd aan de polen 9 door de schoren 14 met bouten ie bevestigen aan het verbindingsdeel 13 van de poten 9. De draagstructuur 2 omvat voorts een ondersle ring 16 die axiaal onder de bovenste ring 4 is gepositioneerd.

De axiale zwaartepunlas van de onderste ring 16, d.w.z. de as die zich in de axiale richting uitstrekt door het zwaartepunt, d.w.z. het geometrische middelpunt, van de ring, is collinear met de axiale zwaartepunias van de bovenste ring 4. De onderste ring 16 omvat een primaire metalen ring 29 die omgeven is door en bevestigd is aan een voorgegoten betonnen ring 17, waarbij die laatste als één stuk gevormd is met de schoren 15 van het tweede stel schoren zoais hieronder beschreven.

De ondersie ring 16 omvat een pijlersteunelement 18 dat gevormd is door de voorgegolen belonnen ring 17 die zich onder de primaire ring 29 uitstrekt, en dat radiaal naar binnen toe als een flens is gevormd ten opzichte van de primaire ring 29. De primaire ring 29 is bemeten om het inbrengen mogelijk te maken van de steunpijler door de primaire ring 29 heen tot het onderste uiteinde van de steurpijier komt aan te liggen tegen het pijlersteunelement 18 nadat de lengterichting van de steunpijler uitgelijnd is met de axiale richting.

De onderste ring 16 is op zodanige wijze verbonden met de poten 9 dat de polen 9 zich radiaal naar buiten toe bevinden ten opzichte van de onderste ring 16. De onderste ring 16 is verbonden met de polen 9 door middel van een tweede stel schoren 15, Het aantal schoren 15 in het tweede stel schoren is gelijk aan het aantal poten 9 in de draagstructuur 2 ‚d.w.z. zes. ledere poot 9 is verbonden met de onderste ring 16 door middel van één schoor 15 van het tweede stel schoren.

De schoren 15 strekken zich in het bijzonder rechtlijnig uit. iedere schoor 15 strekt zich uit in de radiale richting. De schoren 15 van het tweede stel schoren strekken zich loodrecht uit op de axiale richting. De schoren 15 van het tweede siel schoren strekken zich loodrecht uil op de omlopende richting, d.w.z. de schoor 15 streki zich niet uit in de richting loodrecht op de radiale en de axiale richting. De schoren 15 van het tweede stel schoren zijn voorgegoten schoren in gewapend beton, d.w.z. voorgegoten belonnen schoren die gewapend zijn met metalen elementen.

De bovenste ring 4 is verbonden met de onderste ring 16 door middel van een derde stel schoren 19. De schoren 19 van het derde stel schoren zijn rechtlijnige schoren, die zich voornamelijk uitstrekken in de axiale richting, d.w.z. de schoren 19 beschrijven een vector waarvan de axiale component de grootste component is. De schoren 19 van het derde stel schoren strekken zich ook uit in een richting loodrecht op de axiale richting en de radiale richting. Naast elkaar gelegen schoren 19 in het derde stel schoren strekken zich in tegengestelde richtingen uit volgens de richting loodrecht op de axiale richting en de radiale richting. De schoren 19 van het derde stel schoren zijn rechtstreeks verbonden met de voorgegoten betonnen ring 17 die de onderste ring 16 omgeeft en met een gedeelte van de schoren 14 van het eerste stel schoren grenzend aan de bovenste ring 4, d.w.z. in plaais van rechtstreeks verbonden te zijn met de bovenste ring 4 zelf.

Figuur 2 toont de weergave in perspectief van de draagstructuur 2 die te zien is in figuur 1 waarbij voorgevormde basisballastelementen 20 zijn weergegeven met indicaties 21 van de manier waarop die voorgevormde basisballastelementen 20 dienen te worden gepositioneerd boven op de polen 9 van de draagstructuur 2, en waarbij bijkomende voorgevormde ballastelementen 22 zijn weergegeven met indicaties 23 van de manier waarop die bijkomende voorgevormde ballastelementen 22 dienen te worden gepositioneerd boven op de voorgevormde basisballastelementen 20. De figuur loont levens de tweede stap in een als voorbeeld aangehaalde werkwijze voor het installeren van een offshore windparkfundering | volgens de onderhavige uitvinding. De tweede stap volg! na de noger beschreven eerste stap en omval het plaatsen van voorgevormde basisballastelementen 20 op de bevestigingsiocatie 24 van de draagstructuur 2, d.w.z. op de poten 9, en vervolgens het plaatsen van bijkomende voorgevormde ballastelementen 22 boven op de voorgevormde basisballastelementen 20. De voorgevormde baliastelementen die rechtstreeks in contact zijn geplaatst met de draagstructuur 2, in het bijzonder op het bovenste oppervlak van de poot 9, worden de voorgevormde basisbalasteiementen 20 genoemd. De voorgevormde basisballastelementen 20 Deschikken over een koppelingsmiddel om het ballastelement te koppelen aan een bevestigingslocatie 24 van de draagstructuur 2 dw.z. een locatie op de draagstructuur 2 waarop de voorgevormde basisballastelementen 20 dienen te worden geplaatst. Het koppelingsmiddel van de basisballastelementen 20 omvat een uitsrijding 25 in ieder ballastelement 20, waarbij de uitsnijding 25 een vorm heeft die complementair is aan de vorm van de draagstructuur 2 op de bevestigingslocatie 24. Dat zorgt voor een stabiele verbinding lussen de voorgevormde basisballasielementen 20 en de draagstructuur 2. De bevestigingslocatie 24 van de draagstuciuur 2 is hel bovenste oppervlak van de polen 9 van de draagstructuur 2, d.w.z. het zijoppervlak en het bovenoppervlak van de afgeknotte piramide 11 gevormd door iedere poot

9. De uitsnijding 25 heeft dus een vorm die complementair is aan de vorm van de bovenzijde van de poot 9. In het bijzonder heeft de uitsnijding 25 de vorm van een halve afgeknotte piramide 11 met vier zijden. De uitsnijding 25 heeft de vorm van slechts een halve afgeknotte piramide 11 omdat op elke poot 9 twee voorgevormde basisballastelementen 20 dienen te worden geplaatst, waarbij ieder voorgevormd basisballastelement 20 rust op de helft van het bovenste oppervlak van de pool 9.

Naast elkaar gelegen poten 9 zijn met elkaar verbonden door één enkel voorgevormd basisballastelement 20. leder voorgevormd basisballastelement 20 omvat dus twee uitsnijdingen 25, in het bijzonder één uitsnijding 25 aan elk van de tegenover elkaar gelegen uiteinden ervan. De voorgevormde basisballastelementen 20 omvallen een bijkomend koppelingsmiddel 26, in het bijzonder een uitstulping, om te koppelen met bijkomende voorgevormde ballasteiementen 22, die bijkomende ballastelementen worden genoemd, en die geconfigureerd zijn om boven op de basisballastelementen 20 te worden geplaaist.

De uitstulping 26 heeft de vorm van een halve aîgeknotie piramide met vier zijden zodanig dat {wee naast elkaar gelegen basisballastelementen 20 samen een uitstulping vormen met de vorm van een volledige afgeknotte piramide met vier zijden, leder basisballastelement 20 omvat iwee van dergelijke uitstulpingen 26 die aan de tegenoverliggends uiteinden ervan zijn aangebracht, in het bijzonder boven op de uitsniidingen 25. De bijkomende Dallastelementen 22 omvallen een koppelingsmiddet, in het bijzonder een groef 27 aan elk van de legenoverliggende uiteinden ervan.

De groef 27 van het bijkomende ballastelement 22 is complementair aan het bijkomende koppeingsmiddel 26 van de basisballastelementen 20, wat het koppelen mogelijk maakt van het bijkomende ballastelement 22 en het basisballastelement 20. De bijkomende ballastelementen

22 omvallen een bijkomend koppelingsmidde! 28, in het bijzonder een uitstulping, om te koppelen met verdere bijkomende ballastelementen 22, bijvoorbeeld om een tweede ring van bijkomende ballastelementen ie vormen.

De bijkomende ballastelementen 22 en de basisballastelementen 20 hebben dezelfde vorm en zijn gemaakt van hetzelfde materiaal.

De uitsniiding 25 in het basisballastelement 20 is de groef 27 van het bijkomende ballastelement 22, d.w.z. de groef 27 van het bijkomende ballasielement 22 heeft eveneens de vorm van een halve afgeknotte piramide met vier zijden en de groeven 27 van het bijkomende ballastelement 22 zijn eveneens gepositioneerd aan de tegenoveriggende uiteinden van het bijkomende ballastelement 22. Het bijkomende koppelingsmiddel 26 in het basisballastelement 20 is de uitstulping 28 van het bijkomende ballastelement 22, d.w.z. de uitstulping 28 van het bijkomende ballastelement 22 heeft eveneens de vorm van een halve afgeknotte piramide met vier zijden en de uitstulpingen 28 van het bijkomende ballastelement 22 zijn eveneens gepositioneerd aan de tegenoverliggende uiteinden van het bijkomende ballastelement 22. Een gedetailleerde weergave in perspectief van één van de voorgevormde ballastelementen 20, 22, d.w.z. de voorgevormde basisballastelementen 20 en de bijkomende voorgevormde ballastelementen 22, is te zien in figuur 3. De voorgevormde ballastelementen 20, 22 zijn vooraf geprefabriceerde betonblokken.

De voorgevormde ballastelementen 20, 22 hebben de vorm van gekromde balken.

Dat maakt het mogelijk om de voorgevormde ballastelementen 20, 22 te plaatsen in de vorm van een cirkelvormige ring. leder voorgevormd ballastelement 20, 22 overspant een boog die nagenoeg gelijk is aan 360° gedeeld door het aantai polen 9 van de draagstructuur 2, d.w.z. een boog van 60°. Het aantal afzonderlijke voorgevormde basisballastelementen 20 is gelijk aan het aantal poten, d.w.z. zes.

Daarnaast zijn bijkomende ballastelementen 22 voorzien boven op de voorgevormde basisballasteiementen 20. Figuur 4 toont de weergave in perspectief van de draagstructuur 2 en de voorgevormde ballastelementen 20, 24 van figuur 2 waarbij de voorgevormde

24, BE2020/5631 basisballastelementen 20 boven op de poten 9 zijn gepositioneerd en waarbij geen bijkomende voorgevormde ballasielementen 22 boven op het voorgevormde basisballastelement ZO zijn gepositioneerd, en waarbij een steunpijler 30 die zich uitstrekt volgens een lengterichting tussen een onderste uileinde 31 en een bovenste uiteinde 32 is ingebracht in de draagstructuur 2. De figuur loont tevens de derde stap in een als voorbeeld aangehaalde werkwijze voor het installeren van een offshore windparkfundering 1 volgens de onderhavige uitvinding.

De derde stap voigt na de hoger beschreven tweede stap en omvat het inbrengen van een steunpijler 30 in de draagstructuur 2. De steunpijler 30 is een pijler in één stuk,

d.w.z. uit één enkel deel gemaakt, d.w.z. hij omvat niet een afzonderlijk onderste deel, zoals een monopijer (Engels: "monopile”), dat bevestigd is aan een afzonderlijk bovenste deel zoals een overgangssiuk (Engels: “transition piece”). Het onderste uiteinde 31 van de steunpijler 30 rust op de draagstructuur 2 d.w.z. het onderste uiteinde 31 van de steunpijler 30 is niel in de zeebodem ingedrongen. in het bijzonder wordt het onderste uiteinde 31 van de steunpijler 30 gedragen door de ondersie ring 16 van de draagstructuur 2, meer in het bijzonder wordt het onderste uiteinde 31 van de steunpijler 30 gedragen door het pijlersteunsiement 18 in de onderste ring 16. Het bovenste uiteinde 32 van de steunpijler 30 is geconfigureerd om rechtstreeks een windparkconstructie (niet afgebeeld) op te nemen, zoals een windturbine, een onderstation of een meteorologische mast, d.w.z. in plaats van de conliguratie waarbij het bovenste uiteinde 32 van de steunpijler 30 geconfigureerd is voor het opnemen van een overgangsstuk dat geconfigureerd is voor het opnemen van de windparkconstructie.

Secundaire staalelementen, zoals een ladder 33, worden rechistreeks op de steunpijler 30 aangebracht en vereisen geen afzonderlijke installatiehandeling.

De ladder 33 reikt omlaag vanaf het bovenste uiteinde 32 van de steunpijler 30 tot het waterniveau bij laagtij.

Figuur 5 toont een offshore windparkiundering 1 volgens een uilvoeringsvorm van de onderhavige uitvinding, bijvoorbeeld de offshore windparkfundering 1 van figuur 4, waarbij een windturbine wordt gedragen op de offshore windparkfundering 1.

Claims

Conclusies

1. Kit van onderdelen om in elkaar te worden gezet tot een offshore windparkfundering, waarbij de kit van onderdelen een draagstructuur omvat met een bovenste ring die een axiale, een radiale en een omlopende richting bepaalt, waarbij de bovenste ring bemeten is om het inbrengen mogelijk te maken van een steunpijler die zich uitstrekt volgens een lengterichting tussen een onderste uiteinde en een bovenste uiteinde, door de bovenste ring heen, nadat de lengterichting van de steunpijler uitgelijnd is met de axiale richting, waarbij de draagstructuur voorts een stel poten omvat die geconfigureerd zijn om op een zeebodem te rusten, waarbij de bovenste ring op zodanige wijze verbonden is met de poten dat de poten radiaal naar buiten toe ten opzichte van de bovenste ring en axiaal onder de bovenste ring zijn gepositioneerd, en zodanig dat iedere poot zich op een andere positie langs de omlopende richting bevindt dan de ernaast gelegen poten, en waarbij de draagstructuur voorts een onderste ring omvat die axiaal onder de bovenste ring is gepositioneerd, waarbij de axiale zwaartepuntas van de onderste ring collineair is met de axiale zwaartepuntas van de bovenste ring, waarbij de onderste ring op zodanige wijze verbonden is met de poten dat de poten zich radiaal naar buiten toe bevinden ten opzichte van de onderste ring, waarbij de kit van onderdelen voorts voorgevormde basisballastelementen omvat die geconfigureerd zijn om boven op de draagstructuur te worden geplaatst op een vooraf bepaalde bevestigingslocatie, en waarbij de kit van onderdelen voorts bijkomende voorgevormde ballastelementen omvat die geconfigureerd zijn om boven op de basisballastelementen te worden geplaatst.

2. De kit van onderdelen volgens de eerste conclusie, waarbij de voorgevormde basisballastelementen vooraf geprefabriceerde betonblokken zijn.

3. De kit van onderdelen volgens om het even welke van de voorgaande conclusies, waarbij ieder afzonderlijk geprefabriceerd basisballastelement een massa heeft die kleiner is dan de massa van de draagstructuur.

4. De kit van onderdelen volgens om het even welke van de voorgaande conclusies waarbij de geprefabriceerde basisballastelementen beschikken over een koppelingsmiddel om het basisballastelement te koppelen aan de bevestigingslocatie van de draagstructuur.

5. De kit van onderdelen volgens de voorgaande conclusie waarbij het koppelingsmiddel van de basisballastelementen een uitsnijding omvat in ieder basisballastelement, waarbij de uitsnijding bij voorkeur een vorm heeft die complementair is aan de vorm van de draagstructuur op de bevestigingslocatie.

6. De kit van onderdelen volgens de voorgaande conclusie waarbij de bevestigingslocatie van de draagstructuur de poten van de draagstructuur is, en waarbij de uitsnijding een vorm heeft die complementair is aan de vorm van de poot.

7. De kit van onderdelen volgens om het even welke van de voorgaande conclusies 4 - 6 waarbij de voorgevormde basisballastelementen een bijkomend koppelingsmiddel omvatten, in het bijzonder een uitstulping, om te koppelen met de bijkomende voorgevormde ballastelementen.

8. De kit van onderdelen volgens de voorgaande conclusie waarbij de bijkomende ballastelementen een koppelingsmiddel omvatten, in het bijzonder een groef, die complementair is aan het bijkomende koppelingsmiddel van de basisballastelementen, wat het koppelen mogelijk maakt van het bijkomende ballastelement en het basisballastelement.

9. De kit van onderdelen volgens de voorgaande conclusie waarbij de bijkomende ballastelementen en de basisballastelementen dezelfde vorm hebben en bij voorkeur gemaakt zijn van hetzelfde materiaal, en waarbij de uitsnijding in het basisballastelement de groef van het bijkomende ballastelement is.

10. De kit van onderdelen volgens om het even welke van de voorgaande conclusies waarbij de voorgevormde basisballastelementen de vorm van balken hebben.

11. De kit van onderdelen volgens om het even welke van de voorgaande conclusies waarbij de bovenste ring verbonden is met de poten door middel van een eerste stel schoren.

12. De kit van onderdelen volgens om het even welke van de voorgaande conclusies, waarbij de onderste ring een primaire ring omvat en een pijlersteunelement dat radiaal naar binnen toe als een flens is gevormd ten opzichte van de primaire ring, waarbij de primaire ring bemeten is om het inbrengen mogelijk te maken van de steunpijler door de primaire ring heen tot het onderste uiteinde van de steunpijler komt aan te liggen tegen het pijlersteunelement nadat de lengterichting van de steunpijler uitgelijnd is met de axiale richting.

13. De kit van onderdelen volgens om het even welke van de voorgaande conclusies, waarbij de onderste ring verbonden is met de poten door middel van een tweede stel schoren.

14. De kit van onderdelen volgens de voorgaande conclusie waarbij de schoren van het tweede stel schoren voorgegoten betonnen schoren zijn, bij voorkeur voorgegoten schoren in gewapend beton.

15. De kit van onderdelen volgens de voorgaande conclusie waarbij de onderste ing omgeven is door een voorgegoten betonnen ring en waarbij de voorgegoten betonnen ring als één stuk is gevormd met de voorgegoten betonnen schoren van het tweede stel schoren.

16. De kit van onderdelen volgens om het even welke van de voorgaande conclusies waarbij de bovenste ring verbonden is met de onderste ring door middel van een derde stel schoren.

17. De kit van onderdelen volgens om het even welke van de voorgaande conclusies waarbij de kit van onderdelen voorts de steunpijler omvat.

18. De kit van onderdelen volgens de voorgaande conclusies waarbij het bovenste uiteinde van de steunpijler geconfigureerd is om rechtstreeks een windparkconstructie op te nemen, zoals een windturbine.

19. De kit van onderdelen volgens om het even welke van de voorgaande conclusies 17 — 18 waarbij de steunpijler gemaakt is uit één enkel stuk.

20. De kit van onderdelen volgens om het even welke van de voorgaande conclusies waarbij de kit van onderdelen voorts een windparkconstructie omvat, zoals een windturbine.

21. Geïnstalleerde offshore windparkfundering die de componenten van de kit van onderdelen volgens om het even welke van de voorgaande conclusies omvat, waarbij de steunpijler zich door de bovenste ring heen uitstrekt, en waarbij de voorgevormde basisballastelementen boven op de bevestigingslocatie van de draagstructuur zijn geplaatst en waarbij de bijkomende ballastelementen bovenop de basisballastelementen zijn geplaatst.

22. De geïnstalleerde offshore windparkfundering volgens de voorgaande conclusie waarbij het onderste uiteinde van de steunpijler wordt gedragen door de onderste ring van de draagstructuur.

23. De geïnstalleerde offshore windparkfundering volgens om het even welke van de voorgaande conclusies 21 - 22 waarbij ten minste twee afzonderlijke voorgevormde basisballastelementen boven op de draagstructuur op de bevestigingslocatie zijn geplaatst.

24. De geïnstalleerde offshore windparkfundering volgens om het even welke van de voorgaande conclusies 21 - 23 waarbij de bevestigingslocatie van de draagstructuur de poten van de draagstructuur is.

25. De geïnstalleerde offshore windparkfundering volgens de voorgaande conclusie, waarbij het aantal afzonderlijke voorgevormde basisballastelementen gelijk is aan het aantal poten.

26. De geïnstalleerde offshore windparkfundering volgens om het even welke van de voorgaande conclusies 24 - 25 waarbij naast elkaar gelegen poten met elkaar verbonden zijn door de voorgevormde basisballastelementen, bij voorkeur door één enkel voorgevormd basisballastelement.

27. De geïnstalleerde offshore windparkfundering volgens om het even welke van de voorgaande conclusies 21 - 26 waarbij de afzonderlijke voorgevormde basisballastelementen samen een ring vormen, bijvoorbeeld een cirkelvormige ring of een veelhoekige ring.

28. Geïnstalleerde offshore windparkconstructie zoals een windturbine die de geïnstalleerde offshore windturbinefundering volgens om het even welke van de voorgaande conclusies 21 - 27 omvat, waarbij de offshore windturbinefundering de windparkconstructie, zoals de windturbine, ondersteunt.

29. Werkwijze voor het installeren van een offshore windparkfundering, waarbij de werkwijze de volgende stappen omvat: a) het verschaffen van de kit van onderdelen volgens om het even welke van de voorgaande conclusies 1 - 20, b) het verschepen van de draagstructuur naar een plaatsingslocatie, c) het verschepen van het voorgevormde ballastelement naar de plaatsingslocatie, d) het verschepen van de steunpijler naar de plaatsingslocatie, e) het plaatsen van de draagstructuur op de zeebodem, f het plaatsen van de voorgevormde basisballastelementen boven op de poten van de draagstructuur, en het plaatsen van bijkomende ballastelementen op de basisballastelementen, g) het inbrengen van de steunpijler door de bovenste ring heen en naar de zeebodem.

30. Werkwijze voor het installeren van een offshore windparkfundering volgens de voorgaande conclusie waarbij stap g) pas wordt uitgevoerd na het uitvoeren van stappen e) en f).

31. Werkwijze voor het installeren van een offshore windparkfundering volgens om het even welke van de voorgaande conclusies 29 - 30 waarbij de werkwijze een stap omvat van het voorbereiden van de zeebodem op de gewenste plaatsingslocatie, vóór om het even welke van de stappen e), f) en g) wordt uitgevoerd.

32. Werkwijze voor het installeren van een offshore windparkconstructie zoals een windturbine, die het installeren omvat van de offshore windparkfundering volgens om het even welke van de voorgaande conclusies 29 - 31, waarbij de werkwijze voorts het plaatsen omvat van de windparkconstructie, zoals de windturbine, op de offshore windparkfundering.