Stuck in the middle with you (SIMWY)

Projektet pågick mellan augusti 2023 och september 2025.

Modvion utvecklar, producerar och konstruerar modulära torn till vindkraftverk i förnybart laminerat granträ. Detta gör det möjligt att bygga högre vindkraftverk som är både mer effektiva och miljövänlig. Detta gör vindkraften både mer konkurrenskraftig och miljövänlig. Projektet “Stuck in the middle with you” syftar till att vidareutveckla tillförlitliga processer för att limma förbanden mellan modulerna i Modvions trätorn i fält. Att utföra limprocesser i fält anses inom konstruktionsindustrin vara riskfyllt eftersom det är svårt att garantera de förhållanden som krävs för att uppnå fullgod kvalitet, exempelvis med avseende på temperatur och renlighet.

Projektet tog sin utgångspunkt i en kravspecifikation för de aktuella limprocesserna. Kravspecifikationen behandlade bland annat kostnad, tidsåtgång, kvalitet, väder och användning av ytor på installationsplatsen, där allt skrevs ner initialt i projektet. Lösningar för limprocesser och stödsystem utvecklades utifrån kraven. Parallellt testades ett lim inför certifiering med lovande egenskaper för härdning vid låga temperaturer. Hållfasthetsprover genomfördes för att utreda specifika frågeställningar, däribland att limma på åldrat trä, limma på härdat lim samt härdtid vid låga temperaturer. Slutligen sammanställdes resultaten till en rekommendation för framtida implementationer vid tornresning.

SIMWY-projektet var uppdelat i två delar, en del med ackrediterade tester som utförts hos tredje part och en del med metod och processutveckling som gjorts hos Modvion. All utveckling har som syfte att göra byggnation av trätorn möjlig i stor skala. De faktorer projektet fokuserat på var:

o Att förkorta byggtiden på resningsplatsen
o Att göra processer mer robusta, där påverkan av operatörer kan vara en faktor
o Att skapa förutsättningar för att utföra arbete i kallare klimat.

Förmonteringsprocess: Fokus på att flytta arbetsuppgifter från byggarbetsplatsen till fabriken.

Deltagare

Modvion AB, RISE och Henkel & Cie. AG.

Budget

Projektets budget var 6,8 MSEK

Därför var detta viktigt

För att öka energiproduktionen och ställa om till ett mer hållbart och cirkulärt energisystem måste utbyggnaden och effektiviteten av förnybar energi öka. Vindkraftsindustrin efterfrågar allt högre turbiner för att nå starkare och mer stabila vindar, vilket ger betydligt högre energiproduktion. Dagens höganya vindkraftverkstorn byggs ofta med både stål och betong och eftersom stål- och betongindustrierna står för en stor del av Sveriges koldioxid-utsläpp ger det starka incitament till att minska användningen av dessa material. Modvions trätorn adresserar båda dessa behov samtidigt: de gör det möjligt att bygga högre vindkraftverk som producerar mer energi, och de minskar klimatavtrycket genom att ersätta utsläppsintensiva material.
Projektet SIMWY skulle leda till mer tillförlitliga och snabbare processer, som fungerar i ett större temperaturfönster för limning on site, av Modvions moduler till vindkraftstorn i trä och därmed säkerställa att processerna blev tillräckligt snabba och tillförlitliga för att möjliggöra storskalig kommersialisering av dessa trätorn.

Förväntade resultat

Projektet förväntades resultera i metodik för limning i fält av Modvions vindkraftstorn i trä som kunde appliceras vid resning av ett ca 150 m högt vindkraftverk. Metoderna skulle testats i relevant miljö men i mindre skala. Hög robusthet i genomförandet, snabba processer och ett stort operationellt temperaturspann är exempel på viktiga parametrar för kommersiellt gångbara processer.

Projektets bidrag till en biobaserad samhällsekonomi

Bild från projektet.

Modvions vindkrafttorn av granträ gör vindkraften både mer konkurrenskraftig och miljövänlig. Eftersom tornet är den största källan till utsläpp från vindkraftverk, minskar de totala utsläppen med 30 % genom att byta till ett torn av trä. Träet i tornet fungerar som ett långsiktig koldioxidlager och binder mer koldioxid än vad som släpps ut vid tillverkningen av tornet.
I omställningen till en cirkulär och biobaserad samhällsekonomi är det viktigt att titta på träfibrernas hela livscykel och säkerställa att lösningar utvecklas för alla nivåer. Den mest högvärdiga träråvaran bör användas i krävande konstruktioner, där trä kan ersätta t.ex. stål och betong. En sådan mycket dynamiskt krävande konstruktion är just torn till vindkraftverk. Trämaterialet kan användas i vindkraftverket under minst 25–30 år, sannolikt längre genom livstidsförlängning baserat på data över vilka faktiska laster tornet har utsatts för. Därefter finns mycket av träets kapacitet fortfarande kvar och materialet kan därför nedcyklas och användas i mindre krävande konstruktioner, t.ex. hus, som inte utsätts för lika stora utmattningslaster.

Projektet ”Stuck In the Middle With You” syftade till att vidareutveckla tillförlitliga processer för att limma förbanden mellan modulerna och sektionerna i Modvions trätorn i fält. Att utföra limprocesser i fält anses inom konstruktionsindustrin vara riskfyllt eftersom det är svårt att garantera de förhållanden som krävs för att uppnå fullgod kvalitet, t.ex. med avseende på temperatur och renlighet. När Modvion reste sitt första 30 m höga torn år 2020 sammanfogades de modulerna i fabrik och hela tornet transporterades till installationsplatsen i ett stycke, vilket var möjligt givet tornets mindre skala. Modvion har rest ett 105 m högt torn under våren och sommaren 2023, inom projektet Wind of Change (WOC), modulerna sammanfogades då genom limning i fält. Resningen av WOC-tornet pågick under flera månader vilket till stor del berodde på att processerna för limningen kräver omständliga förberedelser för att skapa rätt förutsättningar och garantera kvalitén. SIMWY skulle säkerställa att processerna blev tillräckligt snabba och tillförlitliga för att möjliggöra storskalig kommersialisering av tekniken. De limprocesser som utvecklas inom projektet SIMWY kan appliceras även inom andra områden för träkonstruktion och i större utsträckning möjliggöra effektiv limning i fält, därmed bidrar projektet till en samhällsutveckling med fler krävande träkonstruktioner.

Konkreta resultat

Tester som utförts av ackrediterad part:

1. Dowel shear test (RISE) Test för att undersöka härdcykeln hos två varianter av samma lim i olika temperaturer. Syftet är ta reda på hur mycket man kan belasta det delvis härdade limmet. Detta ger värdefull information för att kunna bestämma när man kan gå vidare med nästa moment under tornresning. Detta test är gjort på endast limmet för att få tillförlitliga data utan risk av inblandning av andra element.
2. Rheology test (RISE) Reologitest ger svar på hur tvåkomponentslimmet beter sig i det förstadiet innan det övergår till fast form. Resultaten stämde väl med övriga studier av härdcykeln.
3. Dovel shear verification test application level (RISE) Detta test verifierar att data som samlats in i ”Dowel shear test” är användbar i ett limförband med trä och lim tillsammans. Testet visade inga avvikelser att ta hänsyn till.
4. Cold fatigue test (RISE) Prov för att se om utmattningshållfastheten skiljer sig i kallare temperatur jämfört med tidigare gjorda tester. Proven utfördes i klimatkammare vid -20°C. Ingen relevant skillnad kunde detekteras.
5. CurUnDi, Curing Under Displacement (RISE) När ett limförband härdar måste det hållas still för att fullgoda mekaniska egenskaper skall uppnås. Vid resning av ett vindkraftstorn kommer tornet alltid att röra sig på grund av vindlaster, om än väldigt lite. Detta test utreder hur denna rörelse påverkar slutresultatet i limförbandet och hur stor rörelse kan tillåtas utan försämrat slutresultat.
6. BOAT, Bonding On Aged Timber (Fraunhofer/WKI) I databladen för trälimmer står det oftast att limning skall ske inom 24 timmar efter att träet har bearbetats. Detta blir inte hållbart om man skall tillverka moduler på en geografisk plats för att sedan transportera dem till nästa ställe där de skall limmas ihop till ett torn. I detta test har vi åldrat provexemplar i 11 månader i tre olika klimat. Projektet har loggat temperatur och luftfuktighet. Proven har sedan limmats och jämförts med en referensgrupp enligt standard DIN EN 14080:2013-09, DIN EN 14358:2016-11, DIN EN 14080:2013 och DIN EN 16351:2021 Det konstateras att för det material som används får man ett tillräckligt starkt limförband även med åldrat trä.
7. BOACA, Bonding On Already Cured Adhesive (Fraunhofer/WKI) I processen kan det uppstå situationer där limförbandet delvis består av ett lim-lim-gränssnitt. Detta test undersöker styrkan när man limmar på redan härdat lim som likt BOAT-testet också är åldrat. Det konstateras att brottytan alltid uppstår i skitet mellan trä och lim och således är den svaga länken.
8. Certification of a winter adhesive (Henkel – Fraunhofer/WKI) I vindkraftbranschen är det ett önskemål att kunna resa torn ner till -20°C. I ett steg för att tillmötesgå detta har Henkel tagit fram en snabbare variant på det konstruktionslim som används i projektet (Purbond CR821). Detta lim håller på att certifieras men på grund av tekniska svårigheter blir det inte färdigt under projekttiden.

Utveckling av processer och metoder för tornresning (Modvion)

Analys av liminjektion: Processen har filmats under liminjektion samtidigt som  man mätt tryck på flera punkter. Temperaturen loggas både i processutrustningen och under härdförloppet för att kunna bedöma inverkan av exotermiska reaktioner.

1. Processbarhet av lim Det finns liten erfarenhet från industrin av att processa limmet som Modvion använder i stora kvantiteter. Det var många problem med blandningsutrustning under byggandet av det 105 m höga tornet ”Wind of change”. Projektet har lagt mycket tid och ansträngning på att anpassa de maskiner de använder för att de skall bli mer robusta och kunna bete sig konsekvent oberoende av omgivande temperatur.
2. Optimering av kaviteter för limfyllnad Metoden som används när två trästycken limmas samman är att placera dem med ett kontrollerat mellanrum och sedan försegla alla kanter. Detta skapar ett hålrum som senare injiceras med lim. För att kunna observera och förstå hur olika parametrar påverkar liminjektionen i hålrummet använde projektet en akrylplastskiva med en tjocklek på 50 mm, vilket gör det möjligt att se live vad som händer inuti hålrummet. Uppställningen har också två tryckmätare för att övervaka injektionstrycket under fyllningen av hålrummet. Projektet kan nu visuellt följa fyllningsprocessen samt övervaka temperatur och tryck. Detta är viktigt för att optimera processen vad gäller hastighet och robusthet.
3. Partiell limning Syftet med den partiella limningen är att få flera sektioner av den tvärgående skarven limmade så snabbt som möjligt. Detta möjliggör stapling av ytterligare sektioner medan väderfönstret tillåter lyftoperationer. Konceptet med partiell limning bygger på att blockera det utrymme där limmet normalt skulle placeras med något annat. Under projektet har en pneumatisk påse utvecklats och testats med goda resultat. Om två påsar placeras kan sektionen mellan dem limmas.
4. Flytta arbetsmoment från byggsite till fabrik Ungefär 25% av kostnaden för ett vindkraftverk kommer från själva resningsprocessen. SITMWY har jobbat med att försöka flytta så många arbetsmoment som möjligt från tornresningsplatsen till fabrik, för att snabba upp byggprocessen och på så sätt arbeta effektivare, det kommer också leda till en robustare process med högre repeterbarhet och kvalité.

Resultatens effekter och potential

Projektet adresserar specifikt värdekedjan för vindkraftverk, men lösningarna kan också tillämpas mer generellt inom byggnadsindustrin. De innovationer som utvecklas inom projektet förväntas leda till en mer storskalig och snabbare utbyggnad av vindkraften. Modvions torn möjliggör att högre vindkraftverk kan byggas på mer otillgängliga platser. Dessutom gör lösningarna vindkraften ännu mer förnybar tack vare att stora komponenter i stål och betong byts ut mot trä.

Samhälleliga förutsättningar

Förutsättningarna för värdekedjan för vindkraft är starkt beroende av att förnybar energi prioriteras på den politiska agendan och att det finns en långsiktighet i politiska styrmedel. Modvion adresserar i det här skedet den europeiska vindkraftsmarknaden, så osäkerheter i ett visst land kan kompenseras av stark tillväxt i ett annat land. Till exempel ser man nu en väldigt stark utveckling av vindkraftsmarknaden i Tyskland.
När det gäller förutsättningar för användandet av trä i vindkraftverk finns det utmaningar kopplat till normer och standarder för byggnader och maskiner. Standarder för vindkraftverk behandlar inte trä som material för tornen och byggnadsnormer, för träkonstruktioner är allt för konservativa för att kunna appliceras på ett vindkraftstorn. Tillvägagångssättet blir att kombinera olika standarder, forskning och egen provning för att kunna bevisa att produkten är tillförlitlig.

Extern synlighet

Huvudsyftet med projektet har inte varit kunskapsspridning. Dock har Modvion delat information och kunskap vid flera konferenser:
• 29th International Wood Construction Conference (IHF), Innsbruck 25.09.2025
• Hybrid-Fachtagung „Windenergieanlagen aus Holz“, Forum Wood Building Nordic 2025
• BioInnovations programkonferens 2025.

Nästa steg

Projektet fortsätter utveckling på flera områden, med bidrag från bland annat Energimyndigheten.