Monopile funderingen voor de nieuwe generatie offshore windparken

Wereldwijd bloeit de offshore windsector, met een gestage trend naar installaties in diepere wateren en zwaardere omstandigheden. In de Noordzee bereiden landen ongekende uitbreidingen voor. Nederland wil tegen eind 2032 circa 21 GW windvermogen op zee realiseren en samen streven de Noordzeelanden naar 193 GW in 2040. Deze groei gaat hand in hand met turbines die steeds groter worden, wat de funderingstechniek voor nieuwe uitdagingen stelt.

Monopile funderingen, stalen buispalen, vormen hierbij de ruggengraat. Ze zijn relatief eenvoudig en kostenefficiënt en blijven het standaard fundatietype voor vaste offshore windturbines, naast opkomende drijvende concepten voor de diepste wateren. Maar om de nieuwste 12 tot 20 MW turbines in open zee te dragen, groeien deze monopiles mee in omvang en complexiteit. Voor technische professionals betekent dit dat bijblijven in deze niche cruciaal is om veilige en duurzame windparken te realiseren.

Grotere turbines vragen grotere funderingen

In recent opgestarte windparken zien we monopiles van ongekende afmetingen. Zo werd onlangs voor een Brits project een monopile van 83,9 meter lengte, 10,6 meter diameter en 1800 ton gewicht geïnstalleerd, een offshore windrecord voor Europa. Deze fundering draagt een 14,7 MW turbine. Om zulke grote palen te plaatsen moest het installatieschip zelfs met speciale uitrusting worden aangepast. Dit illustreert het nieuwe schaalniveau dat de sector bereikt.

Omdat ook de Nederlandse wateren steeds grotere windparken verwelkomen, investeert de industrie flink in opschaling. In mei 2025 opende Sif een uitgebreide monopile-fabriek op de Maasvlakte. Deze hypermoderne productielijn kan fundatiepalen aan tot 11 meter doorsnee en 120 meter lengte produceren, met een capaciteit van 200 monopiles per jaar. De eerste projecten zijn al gestart. Sif levert onder andere 54 monopiles voor het Amerikaanse Empire Wind 1 park en 52 voor het Nederlandse windpark Ecowende. Deze uitbreiding onderstreept de Nederlandse voortrekkersrol in de offshore wind supply chain.

Innovatie in installatie en ontwerp

Niet alleen de schaal, ook de wijze van installeren evolueert. Traditioneel worden monopiles met een heihamer in de zeebodem gedreven, effectief maar luidruchtig en potentieel schadelijk voor het zeeleven. In 2024 testte Ørsted een revolutionaire stille techniek bij windpark Gode Wind 3: een gepatenteerd jetsysteem dat de zandige grond rond de paal losspoelt, waardoor de monopile zonder hamerslagen de bodem in zakt. Het resultaat was drastisch minder onderwaterlawaai en de methode belooft sneller en kosteneffectiever te zijn, en maakt lichtere funderingsontwerpen mogelijk omdat palen niet langer op zware impacts hoeven te worden gedimensioneerd.

Ook in het ontwerp van monopiles vinden innovaties plaats. Jarenlang hanteerde men traditionele p-y-curves om laterale paalkrommen te voorspellen. Maar voor de nieuwe grote palen is nauwkeuriger modelleren nodig. In de afgelopen jaren is daarom de PISA-methode ontwikkeld: hierbij worden geavanceerde 3D-grondanalyses vertaald naar efficiënte 1D-berekeningen, wat een betrouwbaardere voorspelling van het paalgedrag oplevert. Deze aanpak geeft beter inzicht in zowel vervormingen als draagkracht en kan bovendien tot flinke staalbesparing leiden.

Een overgebleven uitdaging is het effect van cyclische belasting door wind en golven over de levensduur. Huidige ontwerpen verwerken dit doorgaans via simpele correctiefactoren op de monotone draagkracht, wat niet alle complexe effecten dekt. Onderzoeksinitiatieven zoals het internationale PICASO-project richten zich erop om vermoeiing en langdurige vervormingen nauwkeuriger te modelleren, zodat monopiles ook na duizenden load cycles stabiel blijven zonder onnodige overdimensionering. Deze verdieping in kennis moet helpen om ook op de lange termijn veilige funderingen te garanderen.

Cursus verbindt actuele inzichten met praktijk

Voor professionals die met deze ontwikkelingen te maken hebben, biedt PAOTM de tweedaagse cursus Monopile funderingen voor offshore windturbines. Deze cursus slaat de brug tussen geotechnische theorie en praktijktoepassing, zodat zowel specialisten als ingenieurs zonder specifieke geotechnische achtergrond de fundamentele principes en de nieuwste trends kunnen doorgronden. Onder begeleiding van ervaren docenten, waaronder experts van TU Delft, komen diverse onderwerpen aan bod, zoals:

• verschillende funderingstypen voor offshore windturbines en hun toepassingsgebieden
• technieken voor bodemonderzoek en karakterisering van offshore locaties
• methoden voor installatie en ontwerp van monopiles, inclusief nieuwe rekenmethoden zoals PISA
• interactie tussen monopile, grond en omgeving, inclusief laterale capaciteit, stijfheid, cyclisch gedrag, zeebodemscheurvorming en erosiebescherming
• uitdagingen en lessons learned uit offshore bouwprojecten, plus de nieuwste R&D-ontwikkelingen in binnen- en buitenland

De voertaal van de cursus is Engels, zodat een brede groep professionals kan deelnemen. De stof is relevant voor ontwerpers, bouwers en beheerders van offshore windparken, ook als geotechniek niet hun specialisatie is. Dankzij de mix van colleges, labsessies en case discussions is de leerervaring praktijkgericht en direct toepasbaar op projecten.

Ervaringen van eerdere deelnemers

Deelnemers aan eerdere edities zijn enthousiast over de cursus:

• “Zeer interessante cursus met inzichtelijke lezingen, leuke praktijksessies en geweldige netwerkmogelijkheden. Presentatie van laboratoriumanalyses en onderzoeksprojecten waren erg interessant.”

• “De cursus was geweldig om de fundamenten en de offshore windwereld te leren en ervaren. Het was een goede zet om technische kennis te combineren met praktische informatie.”

• “Zonder enige uitzondering leken alle sprekers zeer gemotiveerd om interessante presentaties te verzorgen. De twee laboratoriumtesten zorgden voor wat vermaak en waren tegelijkertijd zeer leerzaam, een mooie aanvulling.”

Deze feedback onderstreept dat de cursus niet alleen theoretisch inzicht biedt, maar ook praktische kennis direct toepasbaar maakt in projecten.

Voor meer informatie over deze cursus, klik hieronder.