Aurinkovoimalan perustusten suunnittelu suomaastoon

Abstract

Opinnäytetyön aiheena oli aurinkoa seuraavan aurinkovoimalan perustusten suunnittelu suomaalle. Työ tehtiin 3Flash Finland Oy:n toimeksiannosta. Toimeksiantajalla on suunnitteilla hankkeita aurinkovoimaloiden rakennuttamiseksi soille. Suolle perustamisen haasteina ovat maaperän kosteus ja pehmeys, minkä vuoksi oli tärkeää löytää luotettava ratkaisu perustamiseen. Tavoitteena oli suunnitella aurinkovoimalalle perustukset, jotka kestävät voimalan elinkaaren aikana kohtaamat luonnonvoimat ja ovat samalla kustannustehokkaat.

Opinnäytetyön tuloksena kehitettiin perustuspaalu ja siipilevy, jonka tarkoitus on tukea paalua pehmeässä maaperässä. Lisäksi arvioitiin paalutuksen kustannuksia, eri paalutustekniikoiden soveltuvuutta suomaastoon ja hukan minimointia. Paalulle tehtiin lujuuslaskentaa ja vetokokeet kenttäolosuhteissa, joista saatiin tietoa paalujen käyttäytymisestä voimalan elinkaaren aikana. Testitulosten pohjalta laadittiin FEM-malli, jonka avulla voitiin arvioida paaluun kohdistuvia jännityksiä.

Opinnäytetyön tuotosta on tarkoitus hyödyntää 3Flash Finlandin sekä nykyisissä että tulevissa suolle rakennettavissa aurinkovoimalahankkeissa. Tulevaisuudessa FEM-mallia on tarkoitus jatkokehittää siten, että sen avulla voidaan optimoida siipilevyn kokoa, mikä parantaa kustannustehokkuutta.

The subject of this thesis was the design of the foundations for a sun-tracking solar power plant on a peatland. The challenges of building on peatlands include soil moisture and softness which necessitate the implementation of a reliable solution for the foundations. The objective was to design the foundations for the solar power plant that would withstand the natural forces that would occur during the plant's lifespan while also being cost-effective. The thesis was commissioned by 3Flash Finland Oy.

As a result of the thesis, a foundation pile and a side plate were developed to provide support for the pile in soft soil. Furthermore, the costs of piling, the applicability of diverse piling methodologies in peatlands, and strategies for reducing waste were assessed. The strength calculations and the on-site pull tests were conducted on the pile to assess its behaviour under load. Based on the test results, a finite element model (FEM) was created to evaluate the stresses on the pile. In the future, the FEM model is intended to be further developed to optimise the size of the side plate, which will improve both cost-effectiveness and structural durability.