Ευαγγελία Λουκογεωργάκη Επ. Καθηγήτρια Θαλασσίων Κατασκευών, Τμήμα Πολιτικών Μηχανικών,

Transcript

1 Επιχειρησιακό Πρόγραμμα Εκπαίδευση και Δια Βίου Μάθηση Πρόγραμμα Δια Βίου Μάθησης ΑΕΙ για την Επικαιροποίηση Γνώσεων Αποφοίτων ΑΕΙ: Σύγχρονες Εξελίξεις στις Θαλάσσιες Κατασκευές Α.Π.Θ. Πολυτεχνείο Κρήτης Σκοπός, Αποστολή και Χρήσεις Θαλασσίων Κατασκευών ( ) 1.7) Ευαγγελία Λουκογεωργάκη Επ. Καθηγήτρια Θαλασσίων Κατασκευών, Τμήμα Πολιτικών Μηχανικών, Α.Π.Θ.

2 Εισαγωγή Εξεταζόμενες Θαλάσσιες Κατασκευές στα πλαίσια του Προγράμματος: Θαλάσσιες Κατασκευές για εκμετάλλευση ενεργειακών πόρων (υδρογονάνθρακες δ ά θ και αιολική ενέργεια) στο θαλάσσιο περιβάλλον και για διασύνδεση παράκτιων περιοχών 1. Πλατφόρμες για εξόρυξη πετρελαίου και φυσικού αερίου 2. Πλατφόρμες για άντληση και παραγωγή πετρελαίου και φυσικού αερίου 1 η διάλεξη 3. Υποθαλάσσιοι αγωγοί για μεταφορά πετρελαίου και φυσικού αερίου 4. Υποθαλάσσιες καλωδιώσεις 5. Τερματικοί Σταθμοί Υγροποιημένου Φυσικού Αερίου - LNG 6. Υπεράκτιες (Θαλάσσιες) Ανεμογεννήτριες Εκμετάλλευση ενεργειακών πόρων 2 η διάλεξη 7. Υποθαλάσσιες σήραγγες Διασύνδεση παράκτιων περιοχών

3 Στόχος Διάλεξης Γενική παρουσίαση Υπεράκτιων (Θαλάσσιων) Ανεμογεννητριών (ΥΑ) και Υποθαλάσσιων Σηράγγων (ΥΣ) Υπεράκτιες Ανεμογεννήτριες (ΥΑ) Αναγκαιότητα Θαλάσσια Αιολική Ενέργεια (ΘΑΕ ΘΑΕ) ως άξονας στρατηγικής ΕΕ Σύγχρονες Τάσεις Γενικά χαρακτηριστικά ΥΑ Σκοπός, χρήση, αποστολή και γενικά χαρακτηριστικά ΥΣ

4 Αναγκαιότητα Εκμετάλλευσης ΘΑΕ και Κατασκευής ΥΑ (1) Γιατί αιολική ενέργεια??? Γιατί θαλάσσια αιολική ενέργεια???

5 Αναγκαιότητα Εκμετάλλευσης ΘΑΕ και Κατασκευής ΥΑ (2) Γιατί αιολική ενέργεια??? Ανανεώσιμη Πηγή Ενέργειας (ΑΠΕ) Συμβολή Ικανοποίηση αναγκαιότητας απαίτησης νέων ενεργειακών πηγών και ανανεώσιμων, καθαρών μορφών ενέργειας 1. Αντιμετώπιση προβλήματος της κλιματικής αλλαγής Μείωση ρύπων 2. Αντιμετώπιση προβλήματος μείωσης των διαθέσιμων ορυκτών πόρων 3. Αντιμετώπιση προβλήματος αύξησης τιμών πετρελαίου και άλλων καυσίμων 1

6 Μειονεκτήματα Αιολικής Ενέργειας 1 Στη διακύμανση ως προς την απόδοση της ισχύος Στον χρόνο που απαιτείται για την έρευνα και τη χαρτογράφηση του αιολικού δυναμικού Στην άμεση εξάρτηση από την ύπαρξη ικανοποιητικών ταχυτήτων ανέμου Στον χρόνο που απαιτείται για την εγκατάσταση ενός αιολικού πάρκου Σχετικά υψηλό κόστος έρευνας και εγκατάστασης αιολικού πάρκου

7 Αναγκαιότητα Εκμετάλλευσης ΘΑΕ και Κατασκευής ΥΑ (2) Γιατί αιολική ενέργεια??? Γιατί θαλάσσια αιολική ενέργεια??? Ανανεώσιμη Πηγή Ενέργειας (ΑΠΕ) Συμβολή Θαλάσσια αιολική ενέργεια 1. Αντιμετώπιση προβλήματος της κλιματικής αλλαγής Ικανοποίηση Μείωση ρύπων αναγκαιότητας απαίτησης 2. Αντιμετώπιση προβλήματος νέων ενεργειακών πηγών μείωσης των διαθέσιμων ορυκτών πόρων και ανανεώσιμων, καθαρών μορφών ενέργειας 3. Αντιμετώπιση προβλήματος αύξησης τιμών πετρελαίου και άλλων καυσίμων 1

8 Αναγκαιότητα Εκμετάλλευσης ΘΑΕ και Κατασκευής ΥΑ (3) Γιατί θαλάσσια αιολική ενέργεια??? Γιατί Υπεράκτιες Ανεμογεννήτριες (ΥΑ) και Υπεράκτια Αιολικά Πάρκα (ΥΑΠ)??? ΥΑ και ΥΑΠ: Ελκυστική εναλλακτική λύση, έναντι των αιολικών πάρκων στην ξηρά: παρουσιάζουν πολλαπλά πλεονέκτημα αποτελεσματική αντιμετώπιση δυσκολιών - προβλημάτων που εμφανίστηκαν κατά τη διάρκεια ανάπτυξης και εφαρμογής της τεχνολογίας των αιολικών πάρκων στην ξηρά

9 Αναγκαιότητα Εκμετάλλευσης ΘΑΕ και Κατασκευής ΥΑ (4) ΥΑΠ θεωρείται ότι έχουν την δυνατότητα: Αποτελεσματικής αντιμετώπισης του προβλήματος της ανεπάρκειας κατάλληλου, διαθέσιμου, για την εγκατάσταση αιολικών πάρκων, χώρου στην ξηρά, καθώς και θεμάτων αποστάσεων ασφαλείας, οπτικών επιπτώσεων και θορύβου δυνατότητα κατασκευής ΥΑ μεγάλης δυναμικότητας (>5MW) και Εκμετάλλευσης τεράστιου διαθέσιμου αιολικού ενεργειακού δυναμικού στο θαλάσσιο χώρο και των πολλαπλών πλεονεκτημάτων της θαλάσσιας αιολικής ενέργειας,, στα οποία συγκαταλέγονται: 1. Ύπαρξη ανέμων μεγάλης έντασης (αύξηση με την αύξηση της απόστασης από την ακτή) ΥΑ μεγαλύτερης μγ απόδοσης 2. Απουσία επίδρασης του ανάγλυφου στην ανάπτυξη των ανέμων ύπαρξη περιορισμένης έκτασης στροβιλισμών αποτελεσματικότερη «συγκομιδή» διαθέσιμης ενέργειας και σημαντική μείωση των φορτίων κοπώσεως που αναπτύσσονται στις ΥΑ 2

10 2 Ευρωπαϊκός χάρτης διαθέσιμου αιολικού δυναμικού (διαφορετικές τοπογραφίες)

11 2 Ευρωπαϊκός χάρτης διαθέσιμου αιολικού δυναμικού στην ανοικτή θάλασσα

12 Θαλάσσια Αιολική Ενέργεια ως Άξονας Στρατηγικής ΕΕ (1) Εκμετάλλευση θαλάσσιας αιολικής ενέργειας μέσω ΥΑ και ΥΑΠ αποτελεί άξονα στρατηγικής της Ευρωπαϊκής Ένωσης: Εγκατάσταση πολλών ΥΑΠ ήδη σε χώρες κυρίως της Βόρειας Ευρώπης (Βόρεια και Βαλτική Θάλασσα) ) Διαμόρφωση Στρατηγικού Πλαισίου με συγκεκριμένους στόχους για τα επόμενα χρόνια

13 Θαλάσσια Αιολική Ενέργεια ως Άξονας Στρατηγικής ΕΕ (2) Τρέχουσα Κατάσταση Συνολικά εγκατεστημένο δυναμικό (MW και %) στην Ευρώπη (Ιανουάριος 2014) Συνολικά εγκατεστημένες ΥΑ (αριθμός και %) στην Ευρώπη (Ιανουάριος 2014)

14 Θαλάσσια Αιολική Ενέργεια ως Άξονας Στρατηγικής ΕΕ (3) Τρέχουσα Κατάσταση (Ιανουάριος 2014) Τέλος 2013: 2,080 YA σε 69 ΥΑΠ σε 11 Ευρωπαϊκές χώρες δυναμικότητα 6,562 MW παραγωγή 24 TWh κάλυψη 07%της 0.7% συνολικής κατανάλωσης ηλεκτρικής ενέργειας στην Ευρώπη

15 Θαλάσσια Αιολική Ενέργεια ως Άξονας Στρατηγικής ΕΕ (4) Εγκατεστημένο, υπό κατασκευή, αποδεχόμενο και προγραμματιζόμενο δυναμικό (MW) τον Ιούνιο 2011

16 Θαλάσσια Αιολική Ενέργεια ως Άξονας Στρατηγικής ΕΕ (5) Ετήσιο εγκατεστημένο δυναμικό (MW) στην ξηρά και στη θάλασσα

17 Θαλάσσια Αιολική Ενέργεια ως Άξονας Στρατηγικής ΕΕ (6) Στόχος 2020 Στόχος Συνολικά εγκατεστημένη δυναμικότητα: 40, MW 2. Ικανοποίηση 4% και 4.2% της συνολικής απαίτησης σε ηλεκτρική ενέργεια στη Ευρώπη 3. Ετήσιες εγκαταστάσεις: 6, MW 4. Αποφυγή 102Μt CO 2 ετησίως 5. Συνολική παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας 148ΤWh 6. Ετήσιες επενδύσεις σε ΥΑ της τάξεως των 10.4 δις 7. Συνολικές επενδύσεις ( ) 2020) σε ΥΑ της τάξεως των 65.9 δισ 3 1. Συνολικά εγκατεστημένη δυναμικότητα: 150, MW 2. Ικανοποίηση 13.9% της συνολικής απαίτησης σε ηλεκτρική ενέργεια στη Ευρώπη 3. Ετήσιες εγκαταστάσεις: 13, MW 4. Αποφυγή 315Μt CO 2 το Συνολική παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας 562ΤWh 6. Ετήσιες επενδύσεις σε ΥΑ της τάξεως των 17 δις 7. Συνολικές επενδύσεις ( ) 2030) σε ΥΑ της τάξεως των δισ

18 3 Στόχος έως το 2020 σε εγκατάσταση δυναμικού (GW)

19 3 Στόχος έως το 2020 σε παραγωγή ενέργειας (ΤWh)

20 3 Στόχος έως το 2020 σε επενδύσεις (δις )

21 Θαλάσσια Αιολική Ενέργεια και ΥΑ: Τάσεις (1) Going LARGER Εξέλιξη μέσης ισχύος (capacity) ΥΑ σε MW Εξέλιξη μέσου μεγέθους ΥΑΠ σε MW

22 Θαλάσσια Αιολική Ενέργεια και ΥΑ: Τάσεις (2) 2013 Εξέλιξη μέσου βάθους και απόστασης από την ακτή τοποθέτησης ΥΑΠ (έως και το τέλος του 2013) Going DEEPER

23 Γενικά Χαρακτηριστικά ΥΑ: Δομή ΥΑ (1) ΥΑ Οριζόντιου Άξονα Upwind ΥΑ

24 Γενικά Χαρακτηριστικά ΥΑ: Δομή ΥΑ (1) «Εγκέφαλος» ΥΑ ΥΑ Οριζόντιου Άξονα Upwind ΥΑ

25 Γενικά Χαρακτηριστικά ΥΑ: Δομή ΥΑ (2) «Εγκέφαλος» ΥΑ

26 Γενικά Χαρακτηριστικά ΥΑ: Ένδειξη Μεγέθους Ένδειξη Μεγέθους ΥΑ Liberty Hall (Ireland s tallest building) 3.6 MW turbine 124 m / 406 ft 5 MW turbine 160 m / 524 ft Kish Lighthouse

27 Γενικά Χαρακτηριστικά ΥΑ: Καμπύλη Ισχύος Ισχύς ΥΑ: P=f(V 3 ) V η ταχύτητα του ανέμου Ονομαστική ταχύτητα (ταχύτητα λειτουργίας) (12-16m/sec) Ταχύτητα αποσύνδεσης (25-30m/sec) Ονομαστική ισχύς (ισχύς λειτουργίας) Ταχύτητα έναρξης λειτουργίας (2-4m/sec)

28 Γενικά Χαρακτηριστικά ΥΑ: Καμπύλη Ισχύος Ισχύς ΥΑ: P=f(V 3 ) V η ταχύτητα του ανέμου Ονομαστική ταχύτητα (ταχύτητα λειτουργίας) (12-16m/sec) Ταχύτητα αποσύνδεσης (25-30m/sec) Ονομαστική ισχύς (ισχύς λειτουργίας) Ταχύτητα έναρξης λειτουργίας (2-4m/sec)

29 Γενικά Χαρακτηριστικά ΥΑ: Διατάξεις Έδρασης (1) Στοχεύοντας: Εκμετάλλευση πλεονεκτημάτων θαλάσσιας αιολικής ενέργειας Ικανοποίηση στόχων Στρατηγικής ΕΕ Λειτουργία ΥΑ μεγαλύτερης δυναμικότητας/ισχύος ικανοποίηση Μετάβαση από περιοχές μικρού βάθους σε περιοχές μεγαλύτερου βάθους Ανάπτυξη Υιοθέτηση νέων φιλοσοφιών σχεδιασμού που σχετίζονται κυρίως με τη διάταξη έδρασης μίας ΥΑ

30 Γενικά Χαρακτηριστικά ΥΑ: Διατάξεις Έδρασης (2)

31 Γενικά Χαρακτηριστικά ΥΑ: Διατάξεις Έδρασης (3)

32 Γενικά Χαρακτηριστικά ΥΑ: Διατάξεις Έδρασης (4) ΥΑ Σταθερά Εδραζόμενες στον Πυθμένα 4 Πλωτές ΥΑ

33 4 Ποσοστά εφαρμοζόμενων τύπων διατάξεων (έως και το τέλος του 2013)

34 Γενικά Χαρακτηριστικά ΥΑ: Διατάξεις Έδρασης (5) Κριτήρια επιλογής: Βάθος νερού Συνθήκες θεμελίωσης Κόστος κατασκευής Χαρακτηριστικά ΔΡΑ (π.χ. βάρος) Διαθέσιμα μέσα εγκατάστασης

35 Γενικά Χαρακτηριστικά ΥΑ: Διάταξη Έδρασης Τύπου Βαρύτητας Μονός πυλώνας θεμελιωμένος σε θεμελίωση βαρύτητας Θεμελίωση βαρύτητας: μεταφορά εξωτερικών φορτίων λόγω ανέμου, κύματος και πάγου (μερικές φορές) στο έδαφος ως θλιπτικές δυνάμεις και δυνάμεις τριβής Σταθερότητα: : βάρος θεμελίωσης Βασικό πλεονέκτημα: : κατασκευή διάταξης έδρασης εξ ολοκλήρου στην ξηρά ενιαία εγκατάσταση σχετικά εύκολη μεταφορά (λόγω επίπλευσης) Βέλτιστη λύση για βάθη έως και 10m Μη συμφέρουσα για βάθη>10m: (α) αύξηση κυματικών φορτίων τεράστια αύξηση βάρους θεμελίωσης (β) τοποθέτηση θεμελίου απαιτεί προετοιμασία εδάφους, το κόστος της οποίας αυξάνει με το βάθος

36 Γενικά Χαρακτηριστικά ΥΑ: Διάταξη Έδρασης Μεμονωμένου Πασάλου (Monopile) Μονός πυλώνας (χαλύβδινη κοιλοδοκός) θεμελιωμένη σε μεμονωμένο πάσσαλο (διάμετρος 3-6m) Πάσσαλος: : Μεταβίβαση οριζόντιων φορτίων προς το έδαφος (επαρκές ρ ς βάθος θεμελίωσης) και κάθετων φορτίων μέσω πλευρικής τριβής αντίστασης αιχμής Βασικό πλεονέκτημα: : δεν απαιτεί προετοιμασία πυθμένα Βασικό μειονέκτημα: εο : μεταφορά εαφορά και διαθεσιμότητα μηχανημάτων «οδήγησης» της διάταξης έδρασης (περιορισμός διαμέτρου) Βέλτιστη λύση για βάθη όχι > 25-30m

37 Γενικά Χαρακτηριστικά ΥΑ: Διάταξη Έδρασης Τύπου Τριπλού Πασσάλου (Tri-pile) Διάταξη με τρία μικρού μήκους πόδια (κοιλοδοκοί) με θεμελίωση σε τρεις πασσάλους (εκτείνονται επάνω από ελεύθερη επιφάνεια) Πάσσαλοι: : Μεταβίβαση οριζόντιων φορτίων προς το έδαφος (επαρκές βάθος θεμελίωσης) και κάθετων φορτίων μέσω πλευρικής τριβής αντίστασης αιχμής Βασικό πλεονέκτημα: : μικρότερη διάμετρος πασσάλων σε σχέση με monopile ευκολότερη τοποθέτηση σε μεγαλύτερα βάθη Βέλτιστη λύση για βάθη όχι > 25-40m

38 Γενικά Χαρακτηριστικά ΥΑ: Διάταξη Έδρασης Τύπου Τριπόδου (Tripod) Κατακόρυφη κεντρική κοιλοδοκός που στηρίζεται σε τρεις άνω και κάτω διαγώνιους κοιλοδοκούς με θεμελίωση σε τρεις πασσάλους μέσω κατακόρυφων στοιχείων (οδηγών, «pile sleeves») Ροπής ανατροπής και κατακόρυφα φορτία μεταφέρονται στο έδαφος ως αξονικά φορτία και τα οριζόντια φορτία ως πλευρικά στις κοιλοδοκούς Βασικό πλεονέκτημα: : μικρότερη διάμετρος πασσάλων σε σχέση με monopile ευκολότερη τοποθέτηση σε μεγαλύτερα βάθη Βέλτιστη λύση για βάθη 30-60m

39 Γενικά Χαρακτηριστικά ΥΑ: Διάταξη Έδρασης Τύπου Δικτυώματος (Jacket) Κατακόρυφες, οριζόντιες και διαγώνιες κοιλοδοκοί κατάλληλα συνδεδεμένες ώστε να σχηματίζουν δικτύωμα με θεμελίωση σε πασσάλους μέσω κατακόρυφων στοιχείων (οδηγών, «pile sleeves») Ροπής ανατροπής και κατακόρυφα φορτία μεταφέρονται στο έδαφος ως αξονικά φορτία και τα οριζόντια φορτία ως πλευρικά στις κοιλοδοκούς Εφαρμογή για βάθη > 40m

40 Γενικά Χαρακτηριστικά ΥΑ: Παράδειγμα ΥΑΠ με ΥΑ Σταθερά Εδραζόμενες στον Πυθμένα Alpha Ventus ΥΑΠ (Borkum West I): Το πρώτο ΥΑΠ της Γερμανίας (2010) Τοποθεσία: Βόρεια Θάλασσα 45 km βόρεια από το νησί Borkum 12 ΥΑ με διάταξη έδρασης Jacket και Tripod (ύψος ρότορα από ελεύθερη επιφάνεια: 90m, διάμετρος ρότορα: 116m, βάθος: m) Δυναμικότητα κάθε ΥΑ: : 5MW Δυναμικότητα ΥΑΠ: : 60MW

41 Γενικά Χαρακτηριστικά ΥΑ: Πλωτές Διατάξεις Έδρασης (1) Εφαρμογή σε περιοχές όπου το βάθος νερού καθιστά τις προαναφερθείσες διατάξεις έδρασης είτε οικονομικά ασύμφορες είτε τεχνικά μη αποδεκτές Κατηγοριοποίηση με κριτήριο τον τρόπο επίτευξης στατικής ευστάθειας (static stability) Τρεις κατηγορίες: (α) Διατάξεις έδρασης σταθεροποιημένες με έρμα (ballast stabilized) (β) Διατάξεις έδρασης σταθεροποιημένες με τεταμένες καλωδιώσεις αγκύρωσης (mooring lines stabilized) (γ) Διατάξεις έδρασης σταθεροποιημένες μέσω άνωσης (buoynacy stabilized) Πρακτικά οι εφαρμοζόμενες διατάξεις έδρασης είναι συνδυασμός των παραπάνω κατηγοριών Κύρια τεχνική πρόκληση: : έντονη αλληλεπίδραση διάταξη έδρασης- υπερκατασκευής κινήσεις διάταξης έδρασης επιδρούν έντονα στην απόδοση της ανεμογεννήτριας ελαχιστοποίηση κίνησης ΥΑ (π.χ. στροφή < 0.5 ο σε κατάσταση λειτουργίας)

42 Γενικά Χαρακτηριστικά ΥΑ: Πλωτές Διατάξεις Έδρασης (2) Concepts Πλωτών ΥΑ

43 Γενικά Χαρακτηριστικά ΥΑ: Πλωτές Διατάξεις Έδρασης (3) (α) Βallast stabilized floating support structures Μεγάλο βάρος κάτω από τη δεξαμενή εξασφάλισης άνωσης ροπή επαναφοράς και αντίσταση σε στροφές γύρω από κατακόρυφους άξονες (roll και pitch). Μεγάλο βύθισμα αντιστάθμιση κατακόρυφης κίνησης (heave) (β) Mooring lines stabilized floating support structures Κύριος μηχανισμός επίτευξης ευστάθειας η τάση των καλωδιώσεων αγκύρωσης (γ) Buoyancy stabilized floating support structures Κύριος μηχανισμός επίτευξης ευστάθειας η εκμετάλλευση της άνωσης

44 Γενικά Χαρακτηριστικά ΥΑ: Πλωτές Διατάξεις Έδρασης (4) Hywind Project (1 o παγκόσμιο πιλοτικό Project ΠΥΑ) Τοποθεσία: Ανοικτά της Νορβηγίας (10km νοτιοδυτικά των ακτών της Νορβηγίας) Κατασκευαστής: StatoilHydro (σε συνεργασία με Technip) Χαρακτηριστικά: Δυναμικότητα ΥΑ: : 2.3MW Βάρος ΥΑ: : 138tons Ύψος ΥΑ: : 65m Διάμετρος ρότορα: : 82.4m Βύθισμα: : 100m Εκτοπισμένος όγκος νερού: : 5300m 3 Έρμα: από νερό και πέτρες Διάμετρος στην ΜΣΗ: : 6m Διάμετρος βυθισμένου τμήματος: : 83m 8.3m Βάθος: : 200m Αγκύρωση: 3 καλωδιώσεις αγκύρωσης Video μπορούν να βρεθούν στα ακόλουθα links: ndputtingwindpowertothetest.aspx?redirectshorturl=http%3a%2f%2fwww.statoil.com%2fhywind

45 Γενικά Χαρακτηριστικά ΥΑ: Πλωτές Διατάξεις Έδρασης (5) Hywind Blue-H WindFloat Blue-H

46 Γενικά Χαρακτηριστικά ΥΑ: «Ιδιαιτερότητες» ΥΑ (1) Ανεξάρτητα από τη φιλοσοφία σχεδιασμού ΥΑ: ο σχεδιασμός και η λειτουργία των ΥΑ χαρακτηρίζονται από μία έντονη πολυπλοκότητα, ως άμεσο αποτέλεσμα της ύπαρξης: (α) Έντονης τεχνικής ανομοιογένειας,, λόγω ύπαρξης διαφορετικών από άποψης τεχνικών χαρακτηριστικών (π.χ. υλικών) επιμέρους τμημάτων και διατάξεων, από τα οποία αποτελείται η ΥΑ (β) Έντονης αλληλεπίδρασης μεταξύ των επιμέρους τμημάτων και των διατάξεων της ΥΑ

47 Γενικά Χαρακτηριστικά ΥΑ: «Ιδιαιτερότητες» ΥΑ (2) Εξωτερικές φορτίσεις, τμήματα - διατάξεις ΥΑ και αλληλεπιδράσεις

48 Γενικά Χαρακτηριστικά ΥΑ: «Ιδιαιτερότητες» ΥΑ (3) Ενοποίηση τεχνολογίας και διεπιστημονικότητα της τεχνολογίας των ΥΑ

49 Γενικά Χαρακτηριστικά ΥΑ: «Ιδιαιτερότητες» ΥΑ (4) (γ) Πολλαπλών διαφορετικών πηγών φορτίσεων,, οι οποίες επιδρούν με διαφορετικό αλλά ταυτόχρονο τρόπο στα διάφορα τμήματα της κατασκευής Ενδεικτική απεικόνιση εξωτερικών φορτίσεων ΠΥΑ

50 Γενικά Χαρακτηριστικά ΥΑ: «Ιδιαιτερότητες» ΥΑ (5) (δ) Έντονης αβεβαιότητας του φυσικού περιβάλλοντος (κυρίως της μέγιστης πιθανολογούμενης φόρτισης λόγο καιρικών συνθηκών), στο οποίο οι ΥΑ καλούνται να λειτουργήσουν (κύμα, άνεμος στοχαστικά μεγέθη μεταβαλλόμενα με το χρόνο) ζ (m) t (sec) V X (m/sec) t (sec)

51 Γενικά Χαρακτηριστικά ΥΑ: «Ιδιαιτερότητες» ΥΑ (6) (ε) Πολλαπλών διαφορετικών καταστάσεων - συνθηκών λειτουργίας,, π.χ.: 1. Κατάσταση παραγωγής ενέργειας (λειτουργίας) (Power production) 2. Κατάσταση παραγωγής ενέργειας με εμφάνιση κάποιου σφάλματος,, π.χ. στο σύστημα ελέγχου κ.λ.π. (Power production plus occurrence of fault) 3. Κατάσταση έναρξης λειτουργίας (Start-up) 4. Κατάσταση συνήθους κλεισίματος (Normal shut-down 5. Κατάσταση επείγοντος κλεισίματος (Emergency shut-down) 6. Κατάσταση μη λειτουργίας (Parked or stand-still still or idling) 7. Κατάσταση μη λειτουργίας με εμφάνιση κάποιου σφάλματος (Parked plus fault conditions)

52 Το Μέλλον..??? (1) ΥΑ σε Συνδυασμό με Διατάξεις Παραγωγής Κυματικής Ενέργειας ΥΑ σε Συνδυασμό Φωτοβολταϊκά

53 Το Μέλλον..??? (2) ΥΑ σε Συνδυασμό με Υδατοκαλλιέ- ργειες

54 Το Μέλλον..??? (3) Πολλαπλών Χρήσεων Διαχείριση (Εκμετάλλευση) ΥΑΠ Καταδύσεις Υδατοκαλλιέργειες Αλιεία Αναψυχή - Τουρισμός

55 Σκοπός, Χρήση, Αποστολή και Γενικά Χαρακτηριστικά Υποθαλάσσιων Σηράγγων (ΥΣ) (1) Σκοπός (χρήση, αποστολή): Δημιουργία οδών στο θαλάσσιο χώρο για διασύνδεση παράκτιων περιοχών Πλεονεκτήματα σε σχέση με γέφυρας ζεύξης: Μικρότερο απαιτούμενο μήκος τεχνικού έργου Αποφυγή δημιουργίας περιορισμών στη ναυσιπλοΐα Μικρότερες περιβαλλοντικές αισθητικές επιπτώσεις (αποφυγή οπτικού «κλεισίματος» θαλάσσιας περιοχής) Μη δυσμενείς επιπτώσεις στην θαλάσσια πανίδα ΥΣ ζεύξης Σουηδίας - Δανίας

56 Σκοπός, Χρήση, Αποστολή και Γενικά Χαρακτηριστικά Υποθαλάσσιων Σηράγγων (ΥΣ) (2) Μέθοδος Βυθισμένης Σήραγγας (immersed tube tunneling): Πλέον εφαρμοζόμενη μέθοδος κατασκευής ΥΣ Δυνατότητα εφαρμογής διατομών διάφορων γεωμετρικών σχημάτων αντί μόνο κυκλικών (αυτοκινητόδρομοι ταχείας κυκλοφορίας με πολλές λωρίδες ανά κατεύθυνση, συνδυασμός αυτοκινητοδρόμου σιδηροδρομικής γραμμής)

57 Σκοπός, Χρήση, Αποστολή και Γενικά Χαρακτηριστικά Υποθαλάσσιων Σηράγγων (ΥΣ) (3) Τοποθέτηση ΥΣ: απευθείας σε βυθοκορημένη υφαύλακα (στις ΥΣ κλειστής διάνοιξης, η οροφή πρέπει να βρίσκεται σε βάθος κάτω από το νερό ίσο κατ ελάχιστο με τη διάμετρο της σήραγγας μεγαλύτερες εκσκαφές, μεγαλύτερου μήκους οδούς πρόσβασης και μεγαλύτερες κλίσεις) Εξασφαλίζεται καλύτερη ευθυγραμμία προς τον πυθμένα οδηγώντας σε μικρότερες κλίσεις για μικρότερο βάθος

58 Σκοπός, Χρήση, Αποστολή και Γενικά Χαρακτηριστικά Υποθαλάσσιων Σηράγγων (ΥΣ) (4) Μέθοδος Βυθισμένης Σήραγγας (immersed tube tunneling): Χρήση προκατασκευασμένων δομικών στοιχείων (σπόνδυλοι) από σκυρόδεμα, χάλυβα ή και από τα δύο υλικά, διατομής ορθογωνικής ή κυκλικής Κατασκευή σπονδύλων σε ειδικά διαμορφωμένο χώρο (ξηρά δεξαμενή) Τοποθέτηση σπονδύλων σε ειδικά βυθοκορημένη υφαλαύλακα στο πυθμένα της περιοχής ζεύξης Απαίτηση για πολύ καλή συναρμογή των σπονδύλων (στεγάνωση εξωτερικά και εσωτερικά)

59 Σκοπός, Χρήση, Αποστολή και Γενικά Χαρακτηριστικά Υποθαλάσσιων Σηράγγων (ΥΣ) (5) Πλεονεκτήματα Μεθόδου Βυθισμένης Σήραγγας: Σχεδιασμός για αντοχή στα φορτία και στις μετακινήσεις κατά τη διάρκεια σεισμού Τοποθέτηση σε χαλαρό πυθμένα και σε περιοχές με μεγάλη σεισμική δραστηριότητα Κατασκευή: : σε παράλληλη σειρά σε συγκεκριμένα διακριτά στάδια (βυθοκόρηση κατασκευή σπονδύλων τοποθέτηση στην υφαύλακα) αντί συνεχούς (εκσκαφή - κατασκευή) όπως στις σήραγγες κλειστής διάνοιξης συνεχή εργασία και ταχύτερη περαίωση Επιτρέπεται η πληρέστερη αποκατάσταση της περιοχής του έργου (οι εργασίες βυθοκόρησης επεκτείνονται και στην αναδιαμόρφωση του περιβάλλοντος χώρου)

60 Σκοπός, Χρήση, Αποστολή και Γενικά Χαρακτηριστικά Υποθαλάσσιων Σηράγγων (ΥΣ) (6) Παραδείγματα Projects ΥΣ: Ζεύξη Ακτίου - Πρέβεζας 909m Πρέβεζα Είσοδος Αμβρακικού κόλπου Άκτιο Έργο

61 Σκοπός, Χρήση, Αποστολή και Γενικά Χαρακτηριστικά Υποθαλάσσιων Σηράγγων (ΥΣ) (7) Παραδείγματα Projects ΥΣ: Ζεύξη Δανίας - Σουηδίας Κοπεγχάγη, Δανία ΥΣ Drogden Tunnel (4km, 18m βάθος) Τεχνητό νησί Προς Malmo, Σουηδία Γέφυρα Oresund (8km)

62 Σκοπός, Χρήση, Αποστολή και Γενικά Χαρακτηριστικά Υποθαλάσσιων Σηράγγων (ΥΣ) (8) Παραδείγματα Projects ΥΣ: Βόσπορος (Κωνσταντινούπολη, Τουρκία)

63 Μελλοντικά Concepts ΥΣ (1) Πλωτές ΥΣ: : Σε μεγάλα βάθους νερά Τεταμένα Καλώδια Πλωτήρες 1. Γέφυρα ζεύξης 2. Πλωτής ΥΣ 3~4. Βυθισμένη σε επαφή με τον πυθμένα ΥΣ

64 Μελλοντικά Concepts ΥΣ (2)

65 Κοινωνία Οικονομία Περιβάλλον