und umwelttechnische Aspekte von Off-shore Windenergieanlagen ...

2 Beeinflussung von Meeresströmungen Abschlussbericht GIGAWIND
Zum Thema Schallabstrahlung während der Bau- und Betriebsphase wurde ein
Prognoseverfahren entwickelt, mit dem Schalldruckpegel mittels eine FE-Modellierung
berechnet werde können. Erste Vergleiche mit Messungen, die ja sehr aufwendig und
schwierig sind, zeigen, dass die Modellierung zu wirklichkeitsnahen Ergebnissen führt.
Zum Themenbereich Umwelteinwirkungen ist auch die Modellierung des Einflusses von
Windparks auf großräumige Strömungen, z. B. der Gezeitenströmungen in der Nordsee, zu
rechnen. Hier konnte schon im ersten Jahr des Projekts gezeigt werden, dass sich die
Strömungen im Bereich der Parks zwar standortabhängig, immer aber nur um sehr wenige
Prozent verändern. Unmittelbar an den Bauwerken kommt es natürlich zu Erhöhungen der
gezeiten- und wellenbedingten Strömungen mit der Gefahr der Kolkbildung. Hier musste die
Untersuchung aus Kapazitätsgründen auf die Erstellung einer Studie zum Stand der
Wissenschaft eingeschränkt werden, die allerdings deutlich machte, wie unzulänglich die
Prognosefähigkeit von Kolkbildung im marinen Bereich ist. Diese Schlussfolgerung wird
dazu führen, dass bald gesonderte experimentelle und theoretische durchgeführt werden, z. B.
am Großen Wellenkanal der Universitäten Hannover und Braunschweig.
Im Themenbereich Lasten hat sich die Forschergruppe vor allem dem Themenbereich
Wellenbelastung gewidmet. Der Seegang in der Nordsee wurde für einen Zeitraum von
mehreren Jahren berechnet, für diese Berechnungen sowie für Messungen wurden
Extremwertanalysen durchgeführt. Diese Ergebnisse finden Eingang in ein
Computerprogramm zur Berechnung von Ermüdungs- und Extremlasten nicht nur auf
Monopiles sondern auch auf Tripoid- und Jacketkonstruktionen, das einen sehr großen
Zuspruch gefunden hat. Inzwischen ist es von über 40 Firmen und Forschungsinstitutionen
angefordert worden und eingesetzt.
Natürlich wurde es auch innerhalb der Forschungsgruppe eingesetzt, z .B. bei der Erprobung
numerischer Verfahren im Rahmen des Nachweises gegen Ermüdung der Tragstrukturen.
Dazu wurden deterministische Bemessungskonzepte entwickelt und Simulationsrechnungen
im Zeitbereich und Analysen im Frequenzbereich durchgeführt. Ein Schwerpunkt bei diesen
strukturmechanischen Untersuchungen waren Rohrknoten, wie sie bei Tripoid-Strukturen
vorkommen. Sie wurden auf Tragfähigkeit und Ermüdungsverhalten untersucht. Dabei
konnten z.B. für die Tragfähigkeitsuntersuchungen die Anwendung empirischer Gleichungen
auch außerhalb des ursprünglichen Anwendungsbereiches belegt werden. Weiterhin konnte in
einem bewertenden Vergleich festgestellt werden, dass die Ermittlung von
Strukturspannungen mit parametrisierten Formeln als gute Grundlage für
Entwurfsrechnungen verwendet werden kann. Auch konnten in numerischen Untersuchungen
die Einflüsse von „Grouted Joint“-Verbindungen auf den Beulnachweis für typische
Monopile-Abmessungen als gering eingestuft werden. Auch diese entwickelten Verfahren
und Erkenntnisse werden bereits bei in Planung befindlichen Offshore Windparks eingesetzt.
Was die Gründung der Windanlagen angeht so ist als erstes eine Auswertung vorhandener
Daten zu den Baugrundbedingungen in der Nordsee und eine Zusammenstellung des state of
the art zur Gründung von Offshore-Windenergieanlagen zu erwähnen, die in Buchform
erschien. Darin ist auch der Mindestumfang für die Vor- und Ausführungsplanung von
Offhore-Windenergieanlagen definiert. Dieses Büchlein hat in der Fachöffentlichkeit eine
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