Heave-compensatie voor offshore windenergie

Drie situaties waarin een heave-compensator of schokdemper in de hijslijn helpt bij de installatie van offshore windparken: onderwaterhijsen voor drijvende windparken en funderingen, lasten neerzetten vanaf een drijvend vaartuig en palen die tijdens het heien plotseling wegzakken. En situaties waarin juist grijpers, geleidingen en hulplijnen het werk doen.

Door Tord Martinsen & Peter Wang · april 2026 · Bijgewerkt september 2026 · 10 min leestijd

Offshore windturbines met drie bladen en gele overgangsstukken bij wisselend licht aan de kust.

Kort samengevat

Vanaf een opgekrikte jack-up, die met zijn poten op de zeebodem staat, veroorzaken de golven geen heave van de haak. Bij een drijvend vaartuig gebeurt dat wel: de kraantip beweegt mee met de heave, rol- en stampbeweging van het vaartuig.
Een unit in de hijslijn helpt in drie situaties: bij onderwaterhijsen door de spatzone naar de zeebodem, bijvoorbeeld van zuigankers, templates en beschermkappen; bij het neerzetten van een last vanaf een drijvend vaartuig, waarbij de slag de beweging van de kraantip na contact opvangt, zodat de kracht in de hijslijn geleidelijk verandert in plaats van de last weer los te rukken; en bij palen die tijdens het heien plotseling wegzakken, waarbij een schokdemper de piekbelasting op de kraan beperkt.
De unit werkt alleen in het verticale krachtpad. Voor de horizontale positie en oriëntatie zijn geleidingen, grijpers of hulplijnen nodig.
Onze units voor montage in de hijslijn bestrijken 12.5 tot 10,000 t (RIGEL, CYGNUS en ANTARES), en POLARIS-schokdempers hebben een bereik van 75 tot 4,000 t. Elke unit wordt gedimensioneerd op basis van een hijsmodel van het vaartuig, de kraan, het hijsgerei, de nuttige last en de zeetoestanden.

De meeste hijswerkzaamheden voor offshore windparken vinden plaats vanaf een jack-up op zijn poten of vanaf een drijvend zwaartransport- of constructievaartuig. Het type vaartuig waarop de kraan staat, bepaalt of de heave de haak bereikt en daarmee grotendeels wat een heave-compensator in de hijslijn moet doen.

Jack-up of drijvend vaartuig

Een opgekrikte jack-up staat op de zeebodem, zodat de golven de romp en kraan niet in heave brengen. Bij hijswerk vanaf een jack-up zijn de windbelasting op het onderdeel, de vervorming van kraan en constructie, en de beweging van het oppervlak waar de last vanaf wordt opgenomen of op wordt neergezet bepalend, bijvoorbeeld een langszij liggend bevoorradingsvaartuig. In twee gevallen is een unit in de hijslijn toch nuttig: een last die van een drijvend bevoorradingsvaartuig wordt gehesen, beweegt met dat vaartuig mee totdat deze vrij is van het dek, en een onderwaterhijs door de spatzone krijgt te maken met golven, ongeacht waarop de kraan staat. Ons artikel over snel vrijhijsen laat zien hoe een adaptieve unit een last vrij van een bewegend dek hijst.

Een drijvend vaartuig blijft met de golven meebewegen. De verticale beweging van de kraantip is een combinatie van de heave, rol- en stampbeweging van het vaartuig. De bijdrage van de rolbeweging hangt af van de afstand van de tip tot de hartlijn; die van de stampbeweging van de afstand tot midscheeps. Een kraantip ver opzij of richting boeg of achtersteven kan daardoor sterker bewegen dan de heave van het vaartuig. Via een stijve hijsdraad en stroppen bereikt die beweging de last. Ons artikel over vaartuigbewegingen laat zien hoe dit wordt berekend.

Waar een unit in de hijslijn helpt

Onderwaterhijsen voor drijvende windparken en funderingen

Zuigankers en verankeringsmaterieel voor drijvende windparken, templates voor het plaatsen van palen, onderwaterconstructies en beschermkappen worden vanaf een drijvend vaartuig door de spatzone naar de zeebodem neergelaten. Daarbij treden dezelfde belastingen op als bij elk onderwaterhijs: impactbelasting, weerstand, opdrijving en toegevoegde massa in de spatzone, gevolgd door de landingssnelheid op de zeebodem. Een passieve heave-compensator in de hijslijn maakt het hijssysteem soepeler, vermindert schokbelastingen en beperkt de beweging van de kraantip die de last bij het landen bereikt. In ons onderzoek naar de doorgang door de spatzone van een GRP-beschermkap van 35 t bij Hs 1.8 m verlaagde een RIGEL 75 t / 4.5 m de piekbelasting in de hijslijn van 1,846 kN naar 655 kN en voorkwam alle gevallen van slappe stroppen; de beschikbare slagreserve was de beperkende factor. De spatzone passeren en onderwaterhijsen lichten de belastingen toe.

Een last neerzetten vanaf een drijvend vaartuig

Wanneer een drijvend vaartuig een last op een vaste constructie plaatst, zoals een jacket op vooraf geplaatste palen, een overgangsstuk op een monopile of een template op de zeebodem, blijft de kraantip na het eerste contact bewegen. Bij stijve tuigage kan iedere opwaartse beweging van de kraantip de last opnieuw optillen, waarna deze bij het dalen hard neerkomt. Dat herhaalt zich totdat voldoende hijsdraad is gevierd (Figuur 1).

Figuur 1. Een last vanaf een drijvend vaartuig op een vaste fundering neerzetten, hier een overgangsstuk op een monopile. (A) Bij stijve tuigage tilt de opwaartse beweging van de kraantip de last opnieuw op en komt die telkens hard neer, totdat voldoende hijsdraad is gevierd. (B) Met een passieve heave-compensator in de hijslijn gaat de beweging van de kraantip na contact op in de slag. De kracht in de hijslijn verandert daardoor geleidelijk en rukt de last niet van de fundering; de last komt tot rust en het gewicht wordt aan de fundering overgedragen terwijl hijsdraad wordt gevierd. Het vieren van de draad en de afstelling van de unit worden in het hijsmodel gecontroleerd. Uitlijnen vereist afzonderlijke geleidingen. Schematische voorstelling, niet op schaal.

Met een passieve heave-compensator in de hijslijn gaat de beweging van de kraantip na contact op in de slag. De kracht in de hijslijn verandert daardoor geleidelijk en rukt de last niet opnieuw van de flens. Terwijl hijsdraad wordt gevierd, trekt de unit in, neemt de kracht af en wordt het gewicht aan de fundering overgedragen. Tot die tijd rust de last vrijwel gewichtloos op zijn zitting. Daarom moet de draad sneller worden gevierd dan de kraantip beweegt en mag de eigenperiode van de unit met de last niet samenvallen met de golfperioden. In het hijsmodel worden de contactsnelheid, de slag en de afstelling voor de zeetoestanden tijdens de campagne gecontroleerd. ANTARES heeft bovendien een landingsmodus die de kleppen opent en de EQ-functie vrijgeeft voor een zachte plaatsing.

Palen die tijdens het heien plotseling wegzakken

Monopiles en pinpalen worden doorgaans met een hydraulische hamer geheid. Als de punt van de paal een zwakke bodemlaag bereikt, kan de paal plotseling wegzakken. De hijslijn van de kraan moet dan stoppen wat er nog aan hangt. Een POLARIS schokdemper in de hijslijn begrenst de kracht tijdens zijn slag tot nabij de klepinstelling, in plaats van de volledige stopbelasting aan de kraan door te geven. Bescherming bij plotseling wegzakken van palen licht deze belastingssituatie en de dimensionering toe.

Wat het niet doet

Een heave-compensator in de hijslijn werkt in het verticale krachtpad. Hij positioneert of draait een last niet in het horizontale vlak: daarvoor dienen geleidingen, stootblokken, bewegingsgecompenseerde paalgrijpers en hulplijnen. In een hijsplan is doorgaans ook een van deze voorzieningen nodig. De compensator helpt evenmin bij een hijs waarbij noch de haak, noch de ondersteuning van de last beweegt. Een gondel of blad hijsen vanaf het eigen dek van een opgekrikte jack-up wordt bepaald door de windbelasting op het onderdeel en de dynamiek van de kraan zelf.

Hijswerk voor windparken in één oogopslag

Hijsoperatie	Doorgaans vanaf	Bepalende factoren	Unit in de hijslijn
Monopile: oprichten, neerlaten en heien	Een drijvend vaartuig met paalgrijper, of een jack-up	De positieregeling van de grijper; het risico dat een paal tijdens het heien plotseling wegzakt	POLARIS bij plotseling wegzakken van een paal; de grijper houdt de paal in positie
Overgangsstuk op een monopile	Een jack-up of drijvend vaartuig	De uitlijning en het neerzetten op de flens of de groutsteunen	Vanaf een drijvend vaartuig kan een compensator het neerzetten verzachten; dimensionering per hijsoperatie
Jacket op vooraf geplaatste palen	Een drijvend zwaartransportvaartuig, soms een jack-up	De doorgang door de spatzone en vervolgens het neerzetten op de palen op de zeebodem, met insteekgeleidingen voor de uitlijning	Een compensator kan de doorgang en het neerzetten verzachten; dimensionering per hijsoperatie
Bovenbouw van een transformatorplatform op zijn jacket	Een drijvend zwaartransportvaartuig	Het neerzetten op het jacket, met stootblokken en geleidingen	Een compensator kan het neerzetten verzachten; dimensionering per hijsoperatie
Templates, ankers, onderwaterconstructies en beschermkappen	Een drijvend constructievaartuig	Belastingen in de spatzone en het landen op de zeebodem	RIGEL, CYGNUS of ANTARES
Toren, gondel en bladen	Een jack-up	Windbelasting op het onderdeel en uitlijning op hoogte	Niet vanaf het eigen dek van de jack-up; bij oppakken vanaf een drijvend bevoorradingsvaartuig kan ANTARES de last snel vrijhijsen

Een unit dimensioneren voor een hijsoperatie bij een windpark

De unit wordt gedimensioneerd met een hijsmodel: de beweging van het vaartuig ter hoogte van de kraantip in de zeetoestanden tijdens de campagne, de kraan en het hijsgerei, de massa, geometrie en hydrodynamica van de nuttige last, en de criteria voor landen of neerzetten. Bij zwaar hijswerk tellen ook de eigen lengte en het gewicht van de unit mee voor de beschikbare haakhoogte en de lasttabel van de kraan. CONSTELLATION simuleert de hijsoperatie met en zonder compensator en rapporteert de belastingen, de gebruikte slag en de marges.

RIGEL (55 tot 1,000 t), CYGNUS (12.5 tot 10,000 t) en ANTARES (30 tot 4,000 t) zijn geschikt voor hijswerk met een unit in de hijslijn, alle met een diepteclassificatie tot 3,000 m. ANTARES kan zijn instelling tijdens de hijsoperatie wijzigen: stijver en met meer demping in de spatzone, soepeler daaronder, en een landingsmodus die de kleppen opent en de EQ-functie vrijgeeft voor een zachte plaatsing. Ook kan de unit een last snel vrij van een bewegend dek hijsen. POLARIS-schokdempers hebben een bereik van 75 tot 4,000 t.

Bronnen en aannames

De genoemde belastingen bij onderwaterhijsen volgen DNV-RP-N103. De cijfers van de casus komen uit ons CONSTELLATION-onderzoek CS-2026-004 (GRP-beschermkap van 35 t, RIGEL 75 t / 4.5 m, Hs 1.8 m, Tp 7.5 s, de zwaarste van acht simulaties), een verkennend onderzoek naar uitsluitend de doorgang door de spatzone, zonder fase van landen of neerzetten, en geen gecertificeerde analyse. Figuur 1 is schematisch.
De beschrijvingen van installatiemethoden zijn algemeen. De methode, het vaartuig en de apparatuur voor een campagne worden bepaald op basis van het technische ontwerp voor die campagne.
Productbereiken zijn gebaseerd op onze productgegevens van september 2026.

Veelgestelde vragen

Is heave-compensatie nodig bij de installatie van offshore windparken?

Voor de meeste hijsoperaties vanaf een opgekrikte jack-up niet: die staat op de zeebodem, zodat de golven zijn kraan niet bewegen. Uitzonderingen zijn lasten die van een drijvend bevoorradingsvaartuig worden opgepakt en onderwaterhijsen door de spatzone. Vanaf een drijvend vaartuig beweegt de kraantip mee met de golven. Een compensator in de hijslijn helpt waar die beweging het meest uitmaakt: bij onderwaterhijsen door de spatzone en bij het neerzetten van lasten op een vaste fundering of op de zeebodem.

Kan een heave-compensator helpen bij het hijsen van onderdelen van een bevoorradingspontoon?

Ja. De haak van een jack-up staat stil, maar een onderdeel op een drijvend bevoorradingsvaartuig beweegt mee totdat het vrij is van het dek. Bij langzaam hijsen kan het dek het onderdeel opnieuw raken. Een adaptieve unit zoals ANTARES kan de last snel vrij van het dek hijsen. Of dat past bij de kraan, de beschikbare haakhoogte en het onderdeel, wordt in het hijsmodel gecontroleerd.

Wat is het verschil tussen een heave-compensator en een paalgrijper?

Een heave-compensator werkt in de hijslijn op het verticale krachtpad: hij vangt de beweging van de kraantip op met zijn slag. Een bewegingsgecompenseerde paalgrijper houdt een monopile in het horizontale vlak op zijn plaats terwijl deze vanaf een drijvend vaartuig wordt neergelaten en geheid. Ze hebben verschillende functies.

Hoe beschermt een schokdemper de kraan als een paal plotseling wegzakt?

Als een paal tijdens het heien plotseling wegzakt, moet de hijslijn van de kraan stoppen wat er nog aan hangt. Een schokdemper zoals POLARIS in de hijslijn houdt de kracht tijdens zijn slag nabij de klepinstelling, zodat de kraan een begrensde kracht ondervindt in plaats van de volledige piekbelasting bij het stoppen.

Welke units van Norwegian Dynamics zijn geschikt voor offshore windparken?

RIGEL, CYGNUS en ANTARES voor hijswerk met een unit in de hijslijn, met een bereik van 12.5 tot 10,000 t en een diepteclassificatie tot 3,000 m, en POLARIS voor palen die tijdens het heien plotseling wegzakken; POLARIS-schokdempers hebben een bereik van 75 tot 4,000 t. De keuze volgt uit een hijsmodel van de nuttige last, het vaartuig en de zeetoestanden.