13.02.2018
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Schallfreie Offshore-Gründung

Demo-Projekt zu Suction Buckets gestartet

Offshore-Gründung ohne Rammschall? Am Testzentrum Tragstrukturen an der Leibniz Universität Hannover hat jetzt das Fraunhofer IWES ein Demo-Projekt gestartet. Untersucht wird ein so genanntes Suction Bucket - eine Gründung, die sich über Unterdruck in den Meeresboden zieht.

 - Für einen aussagekräftigen Test des Suction Bucket ist entscheidend, dass der Stahlzylinder absolut gerade eingebracht wird.
Für einen aussagekräftigen Test des Suction Bucket ist entscheidend, dass der Stahlzylinder absolut gerade eingebracht wird.
Pascal Hancz

Innerhalb einer Stunde war der Stahlzylinder der Bucket-Gründung im Boden verschwunden. „Diese Installationsmethode für die Fundamente von Offshore-Windenergieanlagen ist zügig umsetzbar und vermeidet Rammschall - so können auch Standorte in Gebieten mit Schallbeschränkungen erschlossen werden“, teilte das IWES in einer Presseerklärung mit. Dazu wird in den hohlen, oben geschlossenen Stahlkörpern („Buckets“, zu deutsch „Eimer“ oder „Kübel“) durch Abpumpen ein Unterdruck erzeugt, der die Struktur in den Meeresboden zieht.

Die Herausforderung: Der Druck muss genau dimensioniert und verteilt sein, außerdem darf im wahrsten Sinne des Wortes nicht schief gehen -  eine Schiefstellung des „Sog-Eimers“ muss unbedingt vermieden werden. Nach erfolgreicher Installation untersuchen die Forscher nun das Zugtragverhalten von Suction Buckets sowie die Auswirkungen von extremen Wellenlasten.

Sicherer Stand bei extremen Bedingungen muss für Windenergieanlagen in einem Offshore-Windpark gewährleistet sein. Dafür haben die Wissenschaftler nicht nur der Einfluss des Installationsverfahrens auf die spätere Standsicherheit im Blick, sondern auch die Interaktion zwischen Boden und Stahlstruktur sowie die Auswirkungen von Druck- und vor allem Zugbelastungen.

Das Bucket im Test ist für eine Jacket-Tragstruktur ausgelegt und hat einen Durchmesser von 1,4 Metern - in Offshore-Windparks können diese Bauteile einen Durchmesser von 6 bis 15 Metern erreichen. Solche großmaßstäbliche Modellversuche finden in der der 14 mal 9 mal 10 Meter großen Grundbauversuchsgrube des Testzentrum Tragstrukturen Platz, das nicht nur homogene Testbedingungen, sondern auch einen für den typischen Nordseeboden repräsentativen sandigen Modellbaugrund bietet.

Suction Bucket - so wird die Stahlkonstruktion genannt, da sie mittels Unterdruck in den Baugrund „gesaugt“ wird. „Die umweltfreundliche Installation dieser Struktur verursacht keinen Rammschall, ist komplett rückbaubar und hat den Vorteil, dass Offshore keine schweren Installationsgeräte eingesetzt werden“ so das IWES. Auch die rasche Installation sei von Vorteil: eine vorbereitete Tragstruktur mit Buckets könne an einem Tag errichtet werden.

Die Methode wird in der Praxis bereits angewendet. Die im Demonstrationsprojekt gewonnenen Erfahrungen sollen Industriepartnern in Forschungsprojekten zugänglich gemacht werden.

Beim Installationsvorgang wurde der Stahlzylinder etwas über einen Meter in den gesättigten Boden eingebracht. „Es ist extrem wichtig, den Unterdruck genau zu überwachen, um Bodenschäden und eine Schiefstellung des Buckets zu vermeiden. Bei Offshore-Installationen wird daher mit vier getrennten Kammern im Bucket gearbeitet, um den Druck auszugleichen“, so IWES-Projektleiter Tulio Quiroz.

Nach einigen Tagen Standzeit sollen die Zugbelastungstests beginnen, bei denen in der Grundbauversuchsgrube die Einwirkung extremer Wellen auf die Struktur nachgestellt werden.

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