Wat is de maximale masthoogte die een WTIV kan bereiken?

Stel je voor: je staat op het dek van een enorm schip, pal in de Noordzee. Om je heen niets dan wind, golven en een gigantisch windturbineonderdeel dat zo groot is dat je er bijna duizelig van wordt. De vraag die dan door je hoofd spookt: hoe hoog kan die kraan eigenlijk?

Wat is de maximale masthoogte die een Wind Turbine Installation Vessel (WTIV) kan bereiken?

Dat is niet zomaar een getal; het is de grens tussen een succesvolle installatie en een project dat stilligt. Het antwoord bepaalt welke turbines we op zee kunnen plaatsen en welke schepen we daarvoor nodig hebben. Het is een verhaal van techniek, geld en pure logistiek.

Wat betekent 'masthoogte' eigenlijk?

Laten we beginnen met de basis. Als we over de 'masthoogte' van een WTIV praten, hebben we het over de hoogte van de installatiekraan boven het wateroppervlak.

Dit is de maximale hoogte waarop een onderdeel, zoals de toren of de nacelle (het gondelhuis bovenop de toren), kan worden opgetild. Het is de operationele ceiling van het schip. Dit getal is cruciaal, want de nieuwste generatie windturbines op zee worden steeds groter.

Denk aan de GE Haliade-X of de Vestas V236, waarvan de naafhoogte (waar de bladen aan vastzitten) al gauw meer dan 150 meter boven zeeniveau ligt.

De WTIV moet dus minstens die hoogte kunnen overbruggen, inclusief de golven en het schip zelf. Deze hoogte wordt gemeten vanaf het dek van het schip, niet vanaf de waterlijn. De stabiliteit van het schip is hierbij de bepalende factor.

Een schip dat op zee 'holt' en zwaait door de golven, kan geen precisiewerk op grote hoogte verrichten. Daarom worden WTIV's uitgerust met een Dynamic Positioning (DP) systeem en pijlers die naar de zeebodem zakken (een 'jack-up systeem') om het schip rotsvast te verankeren.

Pas dan kan de mast zijn maximale hoogte bereiken. De hoogste masten ter wereld kunnen meer dan 160 meter reiken.

De schepen die deze hoogtes aankunnen, zijn echter zeldzaam en extreem duur.

De techniek erachter: hoe wordt die hoogte bereikt?

Het is magie, maar dan van staal en hydrauliek. De belangrijkste speler in de markt is het type schip met een 'jack-up' installatiesysteem.

Dit zijn de rijdende platforms met enorme poten die op de zeebodem kunnen staan. De legende onder deze schepen is de 'Sea Installer' van DEME, of de 'Voltaire' van Van Oord.

Zodra deze schepen ter plekke zijn, zakken de poten – soms wel 85 meter lang – tot ze de bodem raken. Het schip wordt vervolgens opgetild tot boven het wateroppervlak, weg van de invloed van golven. Op dit stabiele platform kan de enorme kraan, vaak een Liebherr of Huisman kraan, met maximale precisie werken. De mast van de kraan kan nu tot wel 160+ meter hoogte reiken.

Een andere factor is het 'legging' of het 'feeder' schip. De WTIV zelf kan niet alle onderdelen meenemen.

De torendeeldelen, bladen en nacelles worden aangevoerd door zogenaamde 'Feeder' schepen of 'Heavy Lift Vessels'. De WTIV tilt deze onderdelen over van het voedselschip op het dek of direct in de lucht. De maximale masthoogte bepaalt dus ook hoe de logistieke keten is ingericht.

Kan de Wind Turbine Installation Vessel de onderdelen in één keer oppakken of moet hij ze eerst op het dek monteren? De 'Vole au Vent' van Jan De Nul is bijvoorbeeld een schip dat zowel kan laden als installeren, met een indrukwekkende masthoogte tot 131 meter. Dit beïnvloedt direct de snelheid en kosten van een project.

De markt: modellen, capaciteiten en kosten

De wereld van WTIV's is klein en duur. Voor wie droomt van een carrière op zee: werken op een WTIV is een unieke ervaring.

Er zijn maar een handvol werven die deze schepen kunnen bouwen (zoals de Duitse scheepswerf Blumenthal). De investering voor zo'n schip loopt al gauw op tot €150 - €250 miljoen.

De exacte masthoogte hangt af van het model en de leeftijd. De 'oude garde', schepen gebouwd voor de eerste generatie offshore windparken, hebben vaak masthoogtes tussen de 80 en 100 meter. Deze schepen zijn nu vaak te klein voor de nieuwste turbines van 14+ MW. Ze zijn wel goedkoper te charteren, misschien €100.000 - €150.000 per dag, maar ze kunnen de klus simpelweg niet klaren.

De echte krachtpatsers zijn de nieuwere generatie, waarbij je je kunt afvragen wat de bouw van een nieuw Wind Turbine Installation Vessel kost.

Denk aan de 'Voltaire' van Van Oord (gebruikt voor het Hollandse Kust Zuid project) of de 'Charybdis' van SeaAmerica. Deze schepen hebben een leggingcapaciteit van 2.600 ton en een maximale kraanhoogte die ver boven de 150 meter uitkomt. De 'Sea Installer' heeft een maximale haakhoogte van 153 meter.

De nieuwste schepen die in aanbouw zijn, zoals de 'Boreas' van Van Oord (verwacht in 2024), moeten nog verder gaan. De dagtarieven voor deze topmodellen liggen astronomisch hoog, vaak tussen de €250.000 en €350.000 per dag.

Als je bedenkt dat een installatieproject makkelijk 150 tot 200 dagen kan duren, praten we over charterkosten van €50 miljoen of meer.

De masthoogte is dus direct gekoppeld aan deze enorme investering.

Praktische tips: hoe kies je het juiste schip?

Als je een windpark ontwikkelt, is de selectie van de WTIV de allerbelangrijkste beslissing. Je kunt niet zomaar een schip kiezen.

De turbinefabrikant (Vestas, Siemens Gamesa, GE) geeft exacte limieten op voor het tillen van hun onderdelen.

1. Check de 'Hub Height': Wat is de naafhoogte van de turbine? Tel hier de lengte van de torensegmenten en de lift-uitrusting bij op. Het totaal mag nooit de maximale haakhoogte van het schip overschrijden.
2. Denk aan de zeebodem: Een jack-up schip heeft een dieptelimiet. In ondiep water (minder dan 30 meter) werken sommige schepen niet. In diep water (meer dan 60 meter) worden de poten te lang en zwak.
3. Vraag naar de 'Feeder' optie: Kan het schip zelf laden of is het afhankelijk van een feeder? De 'Voltaire' kan bijvoorbeeld bladen direct vanaf de feeder oppakken, wat tijd scheelt. Dit bespaart dagen, en dus tonnen geld.

De 'lift curve' van de kraan moet kruisen met het gewicht en de afmetingen van de toren en nacelle op de benodigde hoogte. Een veelgemaakte fout is het negeren van de 'offshore bias': de wind en golven zorgen ervoor dat een schip beweegt, wat de effectieve masthoogte verlaagt. Je hebt altijd een marge nodig.

Uiteindelijk draait het om risicomanagement. De maximale masthoogte is een getal op papier, maar in de praktijk gaat het om de betrouwbaarheid van het systeem.

Kies je voor een bewezen krachtpatser als de 'Sea Installer' of wacht je op de volgende generatie die nog iets hoger kan reiken? De industrie schuift constant op. De grens van 200 meter haakhoogte komt in zicht om de volgende generatie turbines van 20+ MW te installeren. Tot die tijd zoeken we voor elk project naar de perfecte match tussen schip, turbine en budget. De zee wacht niet, en de wind waait door.