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Dec 06, 2023

気泡カーテンにより風力発電所の騒音を低減

風力発電所を建設する際の時間を節約し、騒音を軽減する斬新なエアバブルカーテン テクノロジー企業コンチネンタルは、パイロットプロジェクトで新世代のビッグバブルカーテンのテストに成功しました

風力発電所の建設時に時間を節約し、騒音を低減する斬新な気泡カーテン

テクノロジー企業コンチネンタルは、油圧エンジニアリングの専門会社と協力したパイロットプロジェクトで、新世代のビッグバブルカーテンのテストに成功しました。

エネルギー効率の向上と温室効果ガスの削減、そしてできるだけ早く – これらがドイツの「エネルギーヴェンデ」エネルギー転換の目標です。 したがって、海上での風力発電の拡大には大きな圧力がかかっています。 現在、ドイツでは出力5.3GWを超える洋上風力発電所が稼働している。 2030 年までに、地元の海岸の風力タービンの容量は 15GW に達すると予想されています。 ドイツ洋上風力エネルギー財団によると、これにより最大 1,500 万世帯分のクリーン エネルギーを生成できるとのことです。

これを達成するために、北海とバルト海に新しい風力発電所が建設されています。 しかし、海洋生物にとって、これらのプロジェクトは何よりも重要な意味を持ちます。それは、あらゆる種類の建設騒音と振動です。 保護されたネズミイルカなどの哺乳類だけでなく、アザラシやタラやニシンなどの魚も、音を利用して自分の方向を定め、コミュニケーションをとり、獲物や捕食者の位置を特定します。 動物を保護するために、建設現場から 750 メートル離れたドイツの海域では、騒音レベルが 160 デシベル (dB) 以下に制限されています。 連邦環境保護建築・原子力安全省のこの法的要件により、静かに基礎を設置するための新技術の開発が促進されました。

風力タービンを設置する場合、基礎（厚さは最大 8 メートル）を海底にできるだけ深く打ち込みます。 そうしないと、風や波で簡単に倒れてしまいます。 個々の衝撃が最大225dBという巨大な騒音を引き起こします。 これは丸鋸の約2倍の騒音であり、海中で数マイル先まで聞こえる可能性があります。 これは騒音に敏感なネズミイルカやその他の海洋動物にとっては拷問です。 人間の痛みの閾値は約120dBです。 非常にシンプルですが非常に効果的な解決策は、エアバブルカーテンの使用です。

解決策は空中にあります

「気泡カーテンは、当社の大きな穴の開いたホースの 1 つを使用して作成されます。 設置会社は、高さ最大 150 メートルの風力タービン塔を海底に打ち込む前に、これを建設現場の周囲にリングとして配置します。 ホースの端は船の甲板にある強力なスーパーチャージャーに接続されています。 作業中、10 bar のオイルフリーの圧縮空気がホースにポンプで送り込まれ、空気は明確に定義されたパターンに従って穴から逃げます。 その結果、何百万もの小さな泡のカーテンが水面に上がり、建設現場の周囲に一種の渦を形成します。 気泡は水の密度を変化させ、音波を分解します。 土壌と水流の性質に応じて、水力専門家も 2 リング技術を使用します」とコンチネンタルで EMEA および APAC 地域の産業用ホース ソリューションを担当するデビッド ホフマン氏は説明します。 「この賢い技術により、騒音レベルが最大 18dB 減少します。これは、音量が 95% 減少することになります」とホフマン氏は続けます。

しかし、加圧空気が浮力を提供するときに、追加の鋼製チェーンなしでホースをどうやって海底に留めておくことができるのでしょうか? この課題の解決策を見つけるために、開発パートナーはコンチネンタルのホース専門家に依頼しました。

これまでのところ、設置会社はホースを海底に維持するために 2 つのアプローチを追求しています。 1 つ目では、ホースに追加の重りを付けて地面に固定します。 この方法の欠点は、作業後に水面に戻すのが煩雑であることです。 2 番目のバリエーションはパイプ システムで構成されます。 しかし、これを海底に設置するのは困難です。

「すべての建設プロジェクトと同様に、できる限り少ない労力で、迅速に作業を行うことが重要です。 そのため、私たちは柔軟性があり、スチールチェーンなどの追加の重りによる複雑な固定を必要とせずに機能するホースを使用したソリューションを開発しました」とホフマン氏は説明します。 取り扱いを容易にするために必要な柔軟性に加えて、ホースは安定している必要があります。 ゴム成分が環境中に放出されない耐摩耗性や塩水への耐性も重要な特性です。