Wstęp
Po wykonaniu dróg dojazdowych i zagospodarowaniu placu można przystąpić do realizacji inwestycji. Pierwszym elementem budowlanym elektrowni wiatrowej jest jej fundament. Może mieć on kształt prostokąta lub okręgu, rzadziej inne kształty (np. ośmiokąt). O rodzajach fundamentów pod wieże wiatrowe pisałem już na stronie pod adresem . Poniżej skupię się na bardziej szczegółowej analizie wykonania tego elementu siłowni.
Wymiary fundamentu zależą od wielkości turbiny, a ściślej od jej masy. Im większa moc, tym większa średnica wirnika, a tym samym wyższa i bardziej masywna wieża i gondola. Dla turbiny o mocy 2MW i wysokości wieży 105 m fundament ma zwykle wymiary (prostokąt 16x16m, okrąg o promieniu 8-10m). Dla współczesnych turbin o mocach przekraczających 6 MW promień fundamentu wzrasta do około 10-12m, a jego kwadratowa forma ma bok bliski 20m.
Głębokość fundamentu wynosi zwykle 1,6-2,5m dla siłowni 2MW i 3,0 – 3,5m dla turbin 6MW. Jak przebiega jego wykonanie, spróbujmy prześledzić na przykładzie typowego fundamentu płytowego o okrągłej formie.
Przebieg montażu
Płyta fundamentowa: Po wykonaniu wykopu jamistego i wyrównaniu dna wykonuje się podsypkę żwirową na której wylewana jest pierwsza najniższa warstwa betonu. Często jest ona wstępnie zbrojona zapewniając podstawę do głównego zbrojenia fundamentu.
Umieszczenie pierścienia kotwiącego: W centralnego części tak przygotowanej podstawy umieszcza się pierścień kotwiący. To stalowy pierścień osadzony w betonowym fundamencie, służący jako punkt kotwienia wieży turbiny wiatrowej. Jest on starannie umieszczany i wypoziomowany na płycie fundamentowej za pomocą podkładek dystansowych, aby zapewnić precyzyjne wyrównanie ze śrubami kotwiącymi. Pierścień współpracuje z dolną warstwą prętów zbrojeniowych i utrzymuje śruby kotwiące w osi, w tulejach PCV, umożliwiając ich naprężenie po montażu wieży.
Dolna warstwa prętów zbrojeniowych: Dolna warstwa prętów zbrojeniowych jest umieszczana na pierścieniu kotwiącym i wchodzi do klatki śrub kotwiących. Pręty zbrojeniowe są podparte małymi betonowymi bloczkami zwanymi „dobies”, aby zapewnić ich całkowite pokrycie betonem.
Fot. Montaż fundamentu. Na zdjęciu położono już dolną warstwę prętów zbrojeniowych i zamocowano „klatkę” ze śrubami kotwiącymi.
Montaż śrub kotwiących: Śruby kotwiące są umieszczane w tulejach PCV, które przebiegają przez płytę fundamentową. Śruby te są przymocowane tylko od dołu do pierścienia mocującego i pozostają luźno związane z betonem, co pozwala na ich rozciąganie (napinanie) od góry. Pierścień szablonowy jest umieszczany na górze, aby utrzymać wszystkie śruby kotwiące w linii. Działa on jako element ustalający przestrzeń podczas głównego wylewania betonu. Po wylaniu jest on usuwany, aby umożliwić wlanie warstwy zaprawy, która zostanie wykonana po ustawieniu i wypoziomowaniu pierwszej sekcji wieży.
Górna warstwa zbrojenia: Montowana jest górna warstwa zbrojenia, która obejmuje pręty dla sekcji stożkowej i części cokołu w środku. Pręty te przechodzą również przez klatkę śrub kotwiących. Na etapie zbrojenia wykonuje się też przepusty dla kabli. Przepust to najczęściej zatopiona w betonie rura PVC do której wprowadza się później sam kabel i całość uszczelnia przed przenikaniem wilgoci. System nosi nazwę CIP (Cable-in-Pipe). Zwykle (jeśli projekt nie zakłada innego rozwiązania) wykonawca wykorzystuje do tego celu zwykłe rury kanalizacyjne z PVC.
Fot. (po lewej) Przepusty rurowe z PVC w fundamencie grawitacyjnym wieży wiatrowej pod późniejsze okablowanie. (źr.windfair.net)
Beton słabo wiąże się z tworzywami sztucznymi. Połączenie takie nigdy nie zapewnia pełnej szczelności przepustu, dlatego w miejscach wylotowych konieczne jest stosowanie osobnych uszczelnień ciśnieniowych wytrzymujących w zależności od potrzeb do 5 bar ciśnienia hydrostatycznego. Uszczelnienia tego typu mogą być stosowane dla pojedynczego przewodu lub wiązki przewodów, tak dla przewodów ułożonych symetrycznie, jak i asymetrycznie. Poniżej na zdjęciu sposób wykonania uszczelnienia przy użyciu pierścieni o-ringowych.
Fot. Przejście kablowe w rurze PVC uszczelnione pierścieniami o-ringowymi (źr. windfair.net)
Wylewanie betonu: Przeprowadzane jest główne wylewanie betonu, w którym osadzone są pręty zbrojenia i powstaje główna część fundamentu.
Beton w czasie wylewania jest na bieżąco wibrowany. Górna warstwa jest dodatkowo kształtowania i gładzona dla uzyskania jednolitej równej powierzchni.
Zasypka gruntowa: Po stwardnieniu betonu wokół fundamentu układana jest zasypka gruntowa, aby zapewnić dodatkową stabilność i ochronę.
Całość można zaobserwować na filmie, oczywiście, dopóki będzie dostępny w sieci.