ISP-Bucket: Entwicklung eines In-situ-Prüfverfahrens für Suction Bucket-Fundamente von Offshore-Windenergieanlagen

Auf einen Blick

• So genannte Saugeimergründungen oder Suction Caissons haben gegenüber anderen Gründungsstrukturen den Vorteil, dass sie nahezu geräuschlos in den Meeresboden eingebracht werden können.
• Die Bodenbeschaffenheit erzwingt indes häufig Anpassungen während des Installationsprozesses, die erheblichen Einfluss auf die Lastabtragungskräfte der Fundamente haben. Ein zugelassenes Prüfverfahren, das die Belastbarkeit und die Standsicherheit von Saugeimergründungen nach der Installation ermöglicht, existiert noch nicht.
• Diese Lücke will das Forschungsprojekt ISP-Bucket schließen und so einen wichtigen Baustein zur Weiterentwicklung von Suctions Caissons als zuverlässige und schallarme Offshore-Gründungsstruktur liefern.

Herausforderung

In der Offshore-Windbranche kommen neben den weit verbreiteten Monopiles zunehmend so genannte Saugeimergründungen (Suction Caissons) zum Einsatz. Diese umweltschonende Gründungsstruktur ermöglicht eine weitgehend geräuschlose Installation, eine flexible Fertigung und einen vollständigen Rückbau. Allerdings können während der Installation auf See, die mit Unterdruck funktioniert, Probleme mit unvorhergesehenen Hindernissen oder variierender Bodenbeschaffenheit auftreten. Der Aufbauprozess muss dann vor Ort angepasst werden, etwa durch zyklisches Einbringen oder eine andere Positionierung. Diese Anpassungen haben erheblichen Einfluss auf die Lastabtragungskräfte der Fundamente. Ein zugelassenes In-situ-Prüfverfahren für Suction Caissons, um diese Veränderungen zu quantifizieren, existiert indes nicht.

Lösung

Das Forschungsprojekt ISP-Bucket will diese Lücke schließen. Ziel ist die Entwicklung eines Prüfverfahrens, das eine zuverlässige Bewertung der Belastbarkeit und der Standsicherheit von Saugeimergründungen nach der Installation ermöglicht. Dazu bauen die Forschenden unter anderem auf Versuchsergebnissen des Projektes ProBucket auf. Diese werden aufbereitet und genutzt, um ein kleinmaßstäbliches Testprogramm im Testzentrum Tragstrukturen Hannover (TTH) durchzuführen. Ein parallel entwickelter und auf bestehenden Daten basierender Korrelationsansatz über die Auswirkungen von Installations- und Rückbaudrücken wird mit den im Projekt generierten Versuchsergebnissen weiter verifiziert und optimiert. Im Ergebnis steht eine vereinfachte In-situ-Prüfmethode zur Verifizierung der axialen Tragfähigkeit von Suction Caissons.

Mehrwert

ISP-Bucket liefert einen wichtigen Fortschritt zur Weiterentwicklung von Suctions Caissons als zuverlässige und schallarme Offshore-Gründungsstruktur. Zukünftige Betreiber von Offshore-Windparks erhalten ein Werkzeug, das mit Blick auf die Lärmschutzauflagen in der deutschen Ausschließlichen Wirtschaftszone eine kostengünstige und risikominimierte Windparkplanung ermöglicht. Darüber hinaus können mit dem neu entwickelten Prüfverfahren Designannahmen geprüft und optimiert werden, was eine zuverlässigere Prognose der Caisson-Performance  ermöglichen kann und somit zu niedrigeren volkswirtschaftlichen Kosten der Offshore-Windenergienutzung beiträgt.