Funderingen van windmolens op zee: technieken, toepassingen en ecologische gevolgen

Published by Redactie on juli 20, 2025 | Category fundering

De opbouw van windmolenparken op zee is een belangrijk onderdeil van de energietransitie in Nederland en wereldwijd. Het succes van deze duurzame energieopweiding hangt sterk af van de keuze en uitvoering van de fundering van de windmolens. De fundering moet niet alleen in staat zijn om de zware turbines te dragen in extreem weersomstandigheden, maar ook ecologisch verantwoord zijn. In dit artikel worden verschillende funderingstechnieken voor windmolens op zee besproken, inclusief hun toepassing, voordelen en ecologische impact.

Monopalen: de standaardfundering op de Noordzee

De meest gebruikte fundering voor windmolens in Nederland is de monopaal of monopile. Deze fundering bestaat uit één enkele paal die in de zeebodem wordt geheid. Monopalen zijn goedkoper en technisch eenvoudiger dan andere funderingstechnieken, wat ze ideaal maakt voor de ondiepe, zandige zeebodem van de Noordzee.

Deze palen hebben grote afmetingen: een doorsnede van 11 tot 13 meter is typisch, en lengten tot 60 meter zijn mogelijk. De palen gaan meestal tot wel 30 meter in de zeebodem. Allnamics, een specialist in offshore constructies, is bijvoorbeeld betrokken bij de installatie van monopalen en het monitoren van het proces. Het gebruik van monopalen is verder gestaafd door hun toepassing in alle grote windmolenparken op de Noordzee.

Voordelen van monopalen

Technische eenvoud: Het heien van een enkele paal is eenvoudiger dan complexe funderingsconstructies.
Veiligheid en stabiliteit: Een monopaal kan de zware turbines vasthouden, zelfs bij zware stromen en stormen.
Kosten: Tegenover meer complexe systemen zijn monopalen relatief goedkoop.
Geschikt voor de Noordzee: De zandige en ondiepe zeebodem maakt de monopaal een logische keuze.

Nadelen van monopalen

Beperkt toepasbaar in diep water: In diepere zeegebieden zijn monopalen niet haalbaar, wat leidt tot het gebruik van alternatieve technieken.
Ecologische impact: Het heien van palen in de zeebodem kan lokale ecologie verstoren, bijvoorbeeld door geluidsoverlast voor zeeleven.

Betonnen voeten: een innovatieve fundering

Een alternatief voor het heien van palen in de zeebodem is de betonnen voet. Deze techniek wordt toegepast door het bouwen van een grote, holle betonnen fundering die drijft en op de gewenste locatie wordt neergelaten. Deze fundering bestaat uit een brede betonnen voet (30 meter in doorsnede, 20 meter hoog) en een stalen buispaal die op de voet staat. Samen vormen deze onderdelen een fundering van 60 meter hoog.

De betonnen fundering wordt op zee neergelaten door hem te vullen met zand, waardoor het zinkt en op een met stenen verstevigde zeebodem terechtkomt. Deze methode is minder invasief dan het heien van monopalen en biedt meer flexibiliteit bij de locatiekeuze. De totale massa van de fundering bedraagt zo’n 15.000 ton, wat voldoende is om de windturbine op zijn plek te houden, zelfs bij de zwaarste stormen.

Voordelen van betonnen voeten

Minder ecologische impact: Het neerlaten van de fundering in plaats van heien vermindert geluidsoverlast voor zeeleven.
Flexibiliteit in locatiekeuze: De drijvende fundering is geschikt voor zowel ondiepe als diepere wateren.
Innovatie: Het gebruik van betonnen voeten is een nieuwe ontwikkeling in de offshore windsector.

Drijvende windmolens: de toekomst van offshore windenergie

In diepere zeegebieden, waar monopalen en betonnen voeten niet haalbaar zijn, worden drijvende windmolens ontwikkeld. Deze turbines worden op drijvende platforms geplaatst en worden vastgehaakt met ankerlijnen aan de zeebodem. TNO onderzoekt de toepassing en logistiek van drijvende windmolens, met name in zeegebieden waar het zanddieper ligt.

Drijvende windparken hebben wereldwijd veel potentie, aangezien er veel zeeoppervlak met ideale windcondities beschikbaar is. De opbrengsten en kosten van drijvende turbines worden gelijkgesteld aan traditionele windparken, wat ze een aantrekkelijke optie maakt voor toekomstige projecten.

Voordelen van drijvende windmolens

Toepasbaar in diep water: Ideaal voor regio’s waar vaste funderingen niet mogelijk zijn.
Groot potentieel: Er is wereldwijd veel ruimte voor drijvende windparken.
Duurzame opbrengst: Ze kunnen een aanzienlijke bijdrage leveren aan het verduurzamen van het energiesysteem.

Ecologische impact en innovatieve oplossingen

De bouw van windmolenparken op zee heeft zowel positieve als negatieve ecologische effecten. Tijdens de bouwactiviteiten kan geluidsoverlast worden veroorzaakt, en er kan sprake zijn van verstorende activiteiten voor zeeleven. Echter, zodra de parken in gebruik zijn, kunnen ze juist een positief effect hebben op de ecologie.

Positieve ecologische effecten

Nieuwe leefruimte voor zeeleven: De funderingen van windmolens kunnen nieuwe schuilplaatsen bieden voor vissen, schelpdieren en andere zeeorganismen. In onderzoek door Vattenfall is een innovatief ontwerp getest waarbij openingen in de funderingen zijn aangebracht zodat vissen binnen en buiten de turbines kunnen bewegen.
Verhoogde biodiversiteit: De palen en stenen onder water worden vaak bewoond door schelpen, kreeften en andere dieren. Dit leidt tot een toename van biodiversiteit.
Voordelen voor vogels: Zeevogels zoals aalscholvers gebruiken de funderingen als uitrustingsplek na het jagen, wat hun leefgebied uitbreidt.

Beperken van ecologische impact

Om de ecologische impact van windmolenparken op zee te beperken, worden verschillende maatregelen genomen: - Geluidsnormen: Tijdens de bouw wordt een maximaal geluidsniveau gehandhaafd om verstorende geluiden voor zeeleven te voorkomen. - Windturbines uitzetten bij bepaalde windsnelheden: Dit beperkt het aantal vogels dat tegen de wieken aan vliegt. - Goede locatiekeuze: Projecten worden zo gepland dat de ecologische impact zo klein mogelijk is.

Samenvatting

De fundering van windmolens op zee speelt een cruciale rol in de duurzame energieopweiding. De keuze voor een fundering hangt af van factoren zoals waterdiepte, zeebodemstructuur en ecologische impact. In Nederland is de monopaal de standaardfundering, maar innovatieve technieken zoals betonnen voeten en drijvende turbines openen nieuwe mogelijkheden.

Buiten de technische aspecten is het ook belangrijk om de ecologische impact in overweging te nemen. Met behulp van innovatieve ontwerpen en maatregelen kan de bouw van windmolenparken op zee zowel energie opwekken als de ecologie versterken. Dit maakt offshore windenergie een sleutelrolspeler in de toekomstige energievoorziening.