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Alternative Installationsmethode für Meeresfundamenten von Offshore-Windparks

Belastungstest: Vibrationsrammen ist mögliche alternative Installationsmethode von Meeresfundamenten / Pressebild: RWE
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Belastungstest: Vibrationsrammen ist mögliche alternative Installationsmethode von Meeresfundamenten / Pressebild: RWE
Belastungstest: Vibrationsrammen ist mögliche alternative Installationsmethode von Meeresfundamenten / Pressebild: RWE

Vibrationsrammen ist mögliche alternative Installationsmethode von Meeresfundamenten

(WK-intern) – Gemeinsames Projekt von RWE Innogy, Bilfinger Offshore, DONG Energy, EnBW, E.ON und Vattenfall unterstützt vom Carbon Trust Wind Accelerator und der Offshore-Lieferindustrie

Ergebnis: In der Testumgebung an Land erzeugt das Einvibrieren von Stahlpfählen für Offshore-Fundamente nachweislich einen geringeren maximalen Schalldruckpegel, reduziert die Installationszeit und kann bezüglich der Standfestigkeit vergleichbar zu geschlagenen Pfählen bewertet werden

  • Forschungsaktivitäten zur Weiterentwicklung der Technologie geplant

In der recht jungen Offshore-Windindustrie spielen neue Wege zur Errichtung der Windparks auf See eine große Rolle um Kosten zu senken und Bauzeiten zu reduzieren. Aus diesem Grund haben sich die Entwickler und Betreiber von Offshore-Windparks RWE Innogy, Bilfinger Offshore, DONG Energy, EnBW, E.ON und Vattenfall im vergangenen Jahr zusammengeschlossen und ein Pilotprojekt zur Erprobung eines alternativen Installationsverfahrens von Offshore-Fundamenten gestartet. Unterstützt wurde das Projekt vom Carbon Trust Offshore Wind Accelerator – ein weltweit führendes Forschungs- und Entwicklungsprogramm zur Reduzierung der Kosten der Offshore-Windenergie. Im Rahmen des Projekts wurde die herkömmliche Methode des Schlagrammens mit der Vibration von Stahlpfählen in einer Testumgebung an Land verglichen. Es sollte untersucht werden, ob das Vibrationsrammen eine schnellere und umweltfreundlichere Installation der Stahlfundamente für Meereswindparks sein kann und die Standfestigkeit der Pfähle vergleichbare Werte liefert.
Die Ergebnisse fallen positiv aus: In der Testumgebung ist das Vibrationsverfahren bis zu zehnmal schneller, liefert unter Berücksichtigung bestimmter Installationsaspekte eine vergleichbare Belastbarkeit zu herkömmlich gerammten Pfählen und erzeugt eine geringere maximale Schallbelastung. Allerdings müssen die möglichen Auswirkungen der dafür vorhandenen Dauerschallbelastung projektspezifisch untersucht werden.

 

Im Sommer 2014 wurden im Rahmen der Erprobung auf einem Testfeld in der Nähe von Cuxhaven jeweils drei Stahlpfähle in den Sandboden vibriert und auf herkömmliche Weise gerammt. Die Pfähle mit einem Durchmesser von 4,3 Metern wurden von der Firma Steelwind Nordenham produziert, den Hydrohammer lieferte IHC, der Vibrator kam von PVE Dieseko. Die Technische Universität Braunschweig hat in Zusammenarbeit mit verschiedenen Forschungs-, Zertifizierungs- und Regulierungsbehörden Daten wie Installationszeit und Schallemissionen erfasst. Daraufhin verblieben die Pfähle für einen Zeitraum von maximal vier Monaten im Boden, bevor sie einem Lasttest unterzogen wurden. Dabei wurde untersucht, wie sich die Pfähle bei einer Querbelastung, wie sie für Offshore Monopfahlgründungen typisch ist, verhalten. RWE Innogy leitet das Projekt und hatte für die wesentlichen Testkomponenten Bilfinger Marine & Offshore Systems, die das Projekt auch mit sponserten, mit der Planung und Ausführung beauftragt.

Jan Matthiesen, Director Innovation beim Carbon Trust kommentiert die positive Ergebnisse: „Neue innovative Methoden zur Kostenreduzierung bei der Installation können helfen, die Kosten für Offshore-Wind zu reduzieren und die Technologie im Vergleich zu konventionellen Energieformen wettbewerbsfähig zu machen. Die Ergebnisse des Forschungsprojekts zeigen nicht nur, dass die Vibrationstechnologie eine machbare Alternative für das Einbringen von Offshore-Fundamenten ist, sondern belegt auch, was durch eine gute Zusammenarbeit der Industrie erreicht werden kann.“

In Bezug auf die Schallemissionen muss nun lediglich untersucht werden, inwiefern sich ein zwar deutlich geringerer aber dauerhafterer Schall in Abhängigkeit von dem projektspezifisch eingesetzten Gerät auf die Umwelt unter Wasser auswirkt. Zudem wurde im Rahmen der Erprobung festgestellt, dass die Vibrationsinstallationsmethode Auswirkungen auf die laterale Tragfähigkeit (Querbelastung) der Pfähle hat. Um eine vergleichbare Tragfähigkeit der Pfähle zu erreichen, müssen beim Installationsprozess Parameter, wie beispielsweise die Rüttelfrequenz oder das Pfahldesign im Zusammenhang mit den Standortbedingungen, beachtet werden. Das Konsortium hat mit Hilfe einer Modellierung eine Bemessungsmethode abgeleitet, mit der die Tragfähigkeit solcher Pfähle bestimmt werden kann. RWE Innogy plant ein weiteres Forschungsprojekt aufzusetzen, welches die Vibrationsinstallationsmethode an sich weiter untersuchen soll.

„Wir haben wichtige Daten gesammelt, die uns jetzt dabei helfen, die alternative Installations-methode für den Einsatz unter Realbedingungen auf hoher See weiterzuentwickeln“, erklärt Ben Matlock, Projektleiter von RWE Innogy.

Die Erkenntnisse aus dem Forschungsprojekt wurden allen Projektpartnern sowie dem Carbon Trust Offshore Wind Accelerator zur Verfügung gestellt.

Das Projekt zur Erprobung des Vibrationsrammens ist eine von vielen Forschungsaktivitäten von RWE Innogy. Das Unternehmen investiert rund 4,5 Millionen Euro jährlich in Forschungsprojekte, die die Kosten für den Bau und Betrieb von Wasserkraftanlagen sowie On- und Offshore-Windparks reduzieren könnten.

PM: RWE Innogy








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