Effiziente Umspannwerktransporte für den weltgrößten Offshore-Windpark

(WK-intern) – Der Windpark Dogger Bank wird nach seiner Fertigstellung der größte Offshore-Windpark der Welt sein.

Er liegt vor der Nordostküste Englands in der Nordsee, wird eine installierte Leistung von 3,6 GW haben und jährlich rund sechs Millionen Haushalte mit Strom versorgen.

Der Windpark wird von SSE, Equinor und Vårgrønn in drei Phasen – Dogger Bank A, B und C – entwickelt. Mammoet war in jeder Phase beteiligt und übernahm den Transport und die Verwiegung der drei Offshore-Umspannwerke des Projekts.

Die von Aibel gefertigten Umspannwerke sind kritische Komponenten. Sie sammeln und wandeln den Strom von den Transformatoren um und leiten ihn an Land, um die Haushalte mit Strom zu versorgen. Sie wurden in zwei Abschnitten an zwei verschiedenen Standorten errichtet.

Die Stahlkonstruktion der Umspannwerke begann auf der Aibel-Werft in Thailand. Anschließend wurden die Bauteile zur weiteren Stahlbaumontage sowie zur Installation von Transformatoren und anderen komplexen Komponenten auf eine zweite Aibel-Werft im norwegischen Haugesund verschifft.

Da die Fertigung auf zwei Werften in verschiedenen Teilen der Welt verteilt war und ein Spezialschiff für den Transport der Umspannwerke gechartert wurde, waren eine sorgfältige Planung und ein effizientes Management von Personal und Ausrüstung erforderlich, um den termingerechten Ablauf zu gewährleisten.

Hunderte von Achslinien an zwei Standorten

Mammoet unterstützte Aibel bei den drei Ausführungsphasen jedes Umspannwerks: dem Verladen in Laem Chabang, Thailand, dem Einladen in Haugesund, Norwegen, und dem abschließenden Wiegen und Verladen für den Transport in die Nordsee.

Die größte Herausforderung bestand darin, die große Anzahl an selbstfahrenden Modultransportern (SPMTs) zu beschaffen, die für die Durchführung der drei Phasen an den beiden Standorten benötigt wurden.

In Thailand stellte Mammoet 338 Achslinien bereit, um die (damals) rund 7.500 Tonnen schweren Strukturen zu bewegen. Zusätzlich wurden in Norwegen weitere 344 Achslinien benötigt – 264 für die Anlieferung und weitere 80 für das Wiegen und die zweite Verladung der Umspannwerke, um deren Endgewicht von 9.350 Tonnen zu erreichen.

Damit belief sich die Gesamtzahl der für das Projekt eingesetzten Achslinien auf 682. Diese stammten aus Mammoets globaler Flotte von über 5.000 Achslinien und wurden per Containerschiff und Landtransport angeliefert.

Obwohl jede Struktur annähernd das gleiche Gewicht hatte, mussten verschiedene gezeitenbedingte, technische und logistische Herausforderungen bewältigt werden, um die Be- und Entladung zu ermöglichen. Nach präziser Konfiguration hoben SPMTs die Umspannwerke mit ihrem bordeigenen Hub an, woraufhin sie auf bzw. von Seeschiffen verladen wurden.

Das Anheben der Umspannwerke wurde durch die Zusammenarbeit der Ingenieurteams von Aibel und Mammoet weiter vereinfacht. Dabei wurden spezielle Träger für die SPMTs (Single-Ported Mobile Transfer Tanks) gefertigt. Diese ermöglichten die Übertragung der Lasten von den SPMT-Anhängern auf die stabilsten Punkte der Oberseite.

Aibel fertigte außerdem zwei maßgeschneiderte Verladerahmen. Diese gewährleisteten, dass die Umspannwerke während des Transports auf den SPMTs sicher an ihrem Platz blieben. Der erste dieser Rahmen transportierte das Umspannwerk Dogger Bank A von Thailand nach Norwegen und verblieb dort nicht nur für dessen Verladung, sondern auch für die Verladung sowie die Verladung und Verladung der Umspannwerke Dogger Bank B und C.

In Thailand mussten die Umspannwerke 1 km über öffentliche Straßen zum Hafen gefahren werden. Zäune mussten entfernt und eine temporäre Schotterrampe errichtet werden, damit die SPMTs die Haupteinfahrt nicht benutzen mussten.

Im Terminal angekommen, wurden die Umspannwerke mithilfe von RoRo-Rampen per SPMT auf einen Schwerlasttransporter verladen. Die SPMTs senkten die Module auf die Schiffsroste ab, bevor sie zusammen mit den Verbindungsträgern und dem Verladerahmen entladen wurden.

Der Transport jeder Umspannstation von Thailand nach Norwegen dauerte 45 bis 50 Tage. Da der zulässige Bodendruck in Norwegen höher ist, wurden für die Verladung weniger Achsreihen von SPMT (264) benötigt.

Die Umspannstationen wurden vom Schiff gefahren und zur Werft von Aibel in der Nähe des Kais gebracht. Dort wurden sie für die Endmontage auf temporären Stützen platziert.

Nach Fertigstellung jeder Umspannstation wurde mit insgesamt 36 Wiegezylindern und Wägezellen ein Wiegevorgang durchgeführt. Dieser Vorgang wurde dreimal wiederholt, um einen Durchschnittswert zu erhalten und das endgültige Gewicht sowie den Schwerpunkt (COG) zu bestimmen.

Für die abschließende Verladung wurden 344 Achsreihen von SPMT eingesetzt, um das zusätzliche Gewicht der nun installierten elektrischen Transformatoren aufzunehmen.

Mammoet unterstützte die Ballastierung des Lastkahns. Insgesamt wurden 16 Tauchballastpumpen mit einer Förderleistung von je 1.000 Kubikmetern pro Stunde eingesetzt, um Wasser in und aus dem Lastkahn zu pumpen und ihn während des Ladungsumschlags im Gleichgewicht zu halten.

Die Flotte und die Flexibilität ermöglichten eine effiziente Durchführung.

Die dreimalige Durchführung des Vorgangs innerhalb von drei Jahren lieferte wertvolle Erkenntnisse, die in der nächsten Phase zur Effizienzsteigerung genutzt werden konnten. Dadurch konnte das Team einen Tag für die Verladung einsparen.

Efficient substation transports for the world’s largest offshore wind farm

Efficient substation vessel transfers completed for Dogger Bank development

Dogger Bank Wind Farm will be the world’s largest offshore wind farm when it is completed. Located off the Northeast coast of England, in the North Sea, it will have an installed capacity of 3.6GW and power around six million homes annually.

The wind farm is being developed by SSE, Equinor and Vårgrønn in 3 phases, Dogger Bank A, B and C. Mammoet was involved in each phase providing transportation and weighing of the project’s three offshore substations.

Fabricated by Aibel, the substations are critical components, collecting and converting the power from the transformers and sending the electricity ashore to power homes. They were constructed in stages at two different locations.

The steel construction of the substations began in Aibel’s yard in Thailand, before being shipped to a second Aibel yard in Haugesund, Norway for further steelwork to be carried out and installation of transformers and other complex components.

With fabrication split between two yards in different parts of the world, and a specialist vessel chartered to move the substations, careful planning and management of personnel and equipment was needed to ensure everything ran to schedule.

Hundreds of axle lines in two places

Mammoet assisted Aibel with the three execution phases of each substation: the load-out in Thailand in Laem Chabang, the load-in in Haugesund, Norway and the final weighing and load-out for transport to the North Sea.

The biggest challenge was sourcing the large number of Self-Propelled Modular Transporters (SPMTs) required to perform the three phases across two locations.

In Thailand, Mammoet provided 338 axle lines to move the (at that time) approximately 7,500t structures. In addition, a further 344 were needed in Norway – 264 for the load-in, plus a further 80 for the substations’ weighing and second load-outs to accommodate their final weight of 9,350t.

This brought the total number of axle lines used for the project to 682, which were sourced from Mammoet’s global fleet of over 5,000, and delivered on container vessels and via land transport.

Though each structure had the same approximate weight, a variety of tidal, engineering and logistical challenges needed to be overcome to facilitate their load-out and load-in operations. Following precise configuration, SPMTs lifted the substations using their onboard stroke, following which they were transferred to or from oceangoing vessels.

Jacking was made even smoother through collaboration between Aibel and Mammoet’s engineering teams, resulting in the fabrication of special grillage beams for the SPMTs. These allowed the loads from the SPMT trailers to be transferred to the strongest points of the topside.

Aibel also fabricated two bespoke load-out frames. These ensured the substations stayed firmly in position when transported on the SPMTs. The first of these travelled with the Dogger Bank A substation from Thailand to Norway, remaining there not only for that load-in but also its load-out, and the load ins and load outs of the Dogger Bank B and C substations.

In Thailand, the substations had to be driven 1km over public roads to reach the port. Fences had to be removed, and a temporary gravel slope constructed so that the SPMTs could avoid using the main entrance.

Once inside the terminal, the substations were transported via SPMT onto a heavy load carrier using RoRo ramps. The SPMTs lowered the modules onto the vessel’s grillages before disembarking with the interface beams and the load-out frame.

It took 45 to 50 days for each substation to travel from Thailand to Norway. Due to the allowable ground-bearing pressure being higher in Norway, fewer axle lines of SPMT were needed (264) for the load-in operation.

The substations were driven off the vessel and taken to Aibel’s yard near the quayside. There, they were placed onto temporary supports for the final fabrication work to take place.

Once each substation was completed, a total of 36 weighing jacks and loadcells performed a weighing operation. This process was repeated three times to get an average measurement and determine the final weight and COG.

For the final load-out operation, 344 axle lines of SPMT were used to accommodate the additional weight of the now-installed electrical transformer equipment.

Mammoet supported with the ballasting of the barge. A total of 16 submersible ballast pumps, each with a capacity of 1,000 cubic meters per hour, were used to pump water in and out of the barge to keep it level during load transfer.

The fleet and flexibility to deliver

Performing the operation three times over the course of three years presented valuable learnings that could be put into practice during the next phase to make it more efficient. As a result, the team was able to save a day for the load-out of the final substation, for Dogger Bank C, in Thailand.

“One of the things Mammoet does so well is to be flexible,” said Dorien Frequin, Branch Manager Norway at Mammoet. “We help our clients whenever there are small changes to their plans, and our teams work together to adapt to these changes.

Our engineering department works closely with our project managers, who work closely with our planning team to source the equipment needed, and that can all happen in a very short timeframe”.

From sourcing hundreds of axle lines of SPMTs from multiple global locations to working closely with Aibel to refine the three execution phases, meticulous planning and effective communication were essential to the success of this project.

Mammoet
Mammoet helps clients with Smarter, Safer and Stronger solutions to any heavy lifting or transport challenge. We aim to develop long term relationships in order to understand their businesses and challenges best, so we can realize the most efficient and cost-effective approaches. We have a unique global network and an unparalleled fleet of equipment. Through deep and longstanding engineering expertise and the highest quality and safety standards in execution we bring an intelligent and flexible approach to projects across a wide breadth of industry sectors. Clients trust us to help them achieve feats that were once considered impossible, and we have often broken records in doing so.

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