Fundering voor windmolens: Technieken, materialen en duurzaamheid

Published by Redactie on juli 20, 2025 | Category fundering

De fundering van een windmolen speelt een cruciale rol in de stabiliteit, veiligheid en duurzaamheid van de constructie. In het licht van de toenemende vraag naar duurzame energie en de groeiende omvang van moderne windturbines, is het belang van een betrouwbaar en efficiënt funderingssysteem dan ook steeds groter geworden. In dit artikel worden de huidige technieken, materialen en innovaties in de bouw van funderingen voor windmolens besproken, met een nadruk op de voordelen en uitdagingen van deze constructies.

Huidige funderingstechnieken

Traditioneel worden funderingen voor windmolens op land gemaakt van beton en funderingspalen. Deze methodiek is goed ontwikkeld en heeft zich bewezen in talloze projecten. Echter, met de groeiende hoogte en vermogenscapaciteit van moderne windturbines, worden deze funderingen steeds groter, duurder en hebben zij meer impact op de omgeving. Daarnaast is de verwijdering van deze grotere en diepere funderingen na de levensduur van de windturbines steeds lastiger.

In de offshore windsector, waar windmolens op zee worden geplaatst, wordt vaak gebruikgemaakt van monopiles, wat betekent dat de fundering bestaat uit een enkele stalen buis die in de grond is getimmerd. Deze techniek biedt een aantal voordelen, zoals een hogere stabiliteit en lagere milieuverontreiniging, die ook interessant kunnen zijn voor funderingen op land.

De toepassing van monopiles op land is echter nog in een vroege fase. Volgens de gegevens uit bron [1] en [2], is het TRL (Technology Readiness Level) van deze onderzoeksopdracht tussen de 2 en 3. Dit betekent dat de techniek al is toegepast op land (zoals bij Maasvlakte 2 door Eneco), maar niet op basis van een systematische evaluatie zoals in het onderzoek is bepaald. De toepassing van monopiles op land vereist aanpassingen in de huidige manier van werken en ontwerpen, wat een uitdaging is in een snel veranderende industrie.

Materialen en constructie

Een typische fundering voor een windmolen op land bestaat uit een betonnen plaat die op funderingspalen rust. Volgens bron [3], heeft de fundering van de windmolens in Windpark Den Tol een diameter van 16,5 meter en een hoogte van 6 meter. De bovenkant van de fundering is 5,5 meter boven het maaiveld, en deze wordt later bedekt met grond en ingezaaid met gras. De fundering staat op 32 palen die zowel druk- als trekkrachten kunnen opnemen.

In bron [6], wordt verder uitgelegd dat de hoeveelheid beton en wapening die nodig is voor een fundering afhankelijk is van de vermogenscapaciteit van de windturbine. Een typische fundering bevat ongeveer 400 m³ beton en 34.000 kg wapening. Bij losse ondergronden kan de fundering dieper worden aangebracht met behulp van heipalen, wat extra stabiliteit biedt.

De keuze voor prefab betonliggers is een innovatieve benadering die bijdraagt aan efficiëntie en duurzaamheid. Bron [4] bespreekt hoe Holcim Bouw & Infra deze prefab liggers heeft toegepast bij een windenergieproject. Deze liggers zorgen voor optimale stabiliteit, snelle bouwtijden en een lange levensduur met minimale milieu-impact. De prefab constructie maakt het mogelijk om het project binnen een strakke tijdsplanning te voltooien, met minder transport en afval.

Innovaties in funderingstechniek

Nieuwe technieken worden ontwikkeld om het funderingsproces efficiënter en minder invasief te maken. Een voorbeeld hiervan is de Gentle Driving of Piles (GDP)-methode, waarbij funderingspalen in de grond worden gedraaid in plaats van getimmerd. Bron [5] meldt dat deze methode al is getest op de Maasvlakte onder leiding van de TU Delft. De GDP-methode is een veelbelovende innovatie die het plaatsen van monopiles efficiënter maakt en tegelijkertijd minder schadelijk is voor het onderwaterleven.

De toepassing van deze methode is vooral relevant voor offshore windmolens, waar monopiles de meest gebruikte fundering zijn. Een offshore windturbine van zes megawatt vereist bijvoorbeeld een monopile van ongeveer tachtig meter lang en acht meter in diameter. Het plaatsen van zulke grote stalen palen is tijdrovend, kostbaar en kan leiden tot significante verstoringen van de omliggende ecosystemen. De GDP-methode biedt een duurzamere en efficiëntere oplossing voor dit probleem.

Voor- en nadelen van windenergie

Hoewel windenergie een essentieel onderdeel is van de overgang naar duurzame energie, zijn er ook uitdagingen die niet onderschat mogen worden. Bron [6] geeft een overzicht van de voor- en nadelen van windenergie. Tot de voordelen behoren:

Volwassen technologie en continue innovatie: Met 350.000+ windturbines in bedrijf zijn de kinderziektes van windenergie al lang opgelost. Het bouwen en plaatsen van windturbines is tegenwoordig een routineklus, terwijl tegelijkertijd continue verbeteringen worden doorgevoerd.
Duurzaamheid: Windenergie is de meest duurzame vorm van hernieuwbare energie en speelt een cruciale rol in het verminderen van CO₂-uitstoot.
Efficiëntie: De groeiende omvang van windturbines zorgt voor hogere opbrengsten en lagere kosten per geleverde eenheid.

De nadelen zijn echter ook aanzienlijk:

Grote funderingen: De steeds groeiende hoogte en vermogenscapaciteit van windmolens vereisen steeds grotere en diepere funderingen, die duurder zijn en een grotere ecologische impact hebben.
Levering en verwijdering: De verwijdering van funderingen na de levensduur van de windturbines is lastig en kan leiden tot langdurige ecologische schade.
Visuele impact: Grotere windmolens zijn visueel dominanter en kunnen de omgeving negatief beïnvloeden.

Toekomstbestendige funderingstechnieken

De toekomst van funderingen voor windmolens ligt in innovatie en duurzaamheid. De toepassing van monopiles op land is een veelbelovende richting, maar vereist nog aanzienlijke ontwikkelingen in ontwerp en uitvoering. Daarnaast biedt de GDP-methode een efficiëntere en minder invasieve manier van fundering, die vooral toepasbaar is in offshore projecten.

Bron [7] verduidelijkt dat moderne windmolens tot een hoogte van 135 tot 170 meter kunnen bereiken, met een fundering die tot 26 meter in diameter en 4 meter hoog is. In zo’n project is ongeveer 1400 m³ beton nodig en 9 ton wapeningsstaal. Dit benadrukt de behoefte aan stevige funderingen die bestand zijn tegen extreme belastingen, zowel vanuit de wind als van de eigen gewicht van de windturbine.

Conclusie

De fundering van een windmolen is een essentieel onderdeel van de constructie die bepalend is voor de stabiliteit, veiligheid en duurzaamheid van het geheel. Tegenwoordig zijn er verschillende technieken en materialen beschikbaar, variërend van traditionele betonfunderingen tot innovatieve monopiles en prefab betonliggers. De keuze voor een bepaalde fundering hangt af van de omstandigheden op locatie, zoals de ondergrond, de vermogenscapaciteit van de windturbine en de duurzaamheidseisen.

Innovaties zoals de GDP-methode en monopiles op land bieden veelbelovende oplossingen voor de uitdagingen van de huidige funderingstechnieken. Toch zijn er nog steeds obstakels, zoals de kosten, de ecologische impact en de complexiteit van het ontwerp en de uitvoering. De toekomst van funderingen voor windmolens ligt in het combineren van technologische vooruitgang, duurzaamheid en efficiëntie, om zowel economisch als ecologisch duurzame oplossingen te realiseren.

Bronnen

windmolen