Die Errichtung von Offshore-Windparks ist mit sehr hohen Kosten verbunden. Ein wesentlicher Faktor sind hierbei die hohen Einsatzkosten für das Offshore-Equipment (Schiffe, Kräne). Ein wichtiger Aspekt in der Optimierung der Projektkosten und des Risikoprofiles ist somit eine realistische Prognose der Bauzeit.
Das eingesetzte Offshore-Equipment unterliegt technisch bedingten, definierten Wettergrenzen, bei deren Überschreiten ein sicheres Arbeiten nicht mehr möglich ist. Diese Einsatzgrenzen werden durch den Einfluss verschiedener Umweltfaktoren, z.B. die Höhe der signifikanten Welle, Wind oder Strömung, auf die Durchführung einzelner Prozesse, wie Kranarbeiten oder Aufjacken definiert. Aus diesem Grund haben die Wetterbedingungen und -risiken große Auswirkungen auf die Offshore-Installationszeiten.
Zur Ausführung der Tätigkeiten müssen entsprechende Wetterfenster zur Verfügung stehen. Wetterfenster sind Zeiträume, in denen die für die spezifische Aufgabe erforderlichen Einsatzgrenzen eingehalten werden. Die realitätsnahe Prognose der Bauzeiten ist u.a. für folgende Fragen wesentlich:
• Bau- und Errichtungszeiten
• Charterzeiträume von Offshore-Equipment, z.B. Schiffe, Plattformen
• Anzahl möglicher Installationen
• Einfluss von Verzögerungen
• Zeitpunkt des Baubeginns und der Inbetriebnahme
• Vergleich von Transport- und Installationskonzepten
• Vergleich von Kosten / Nutzen von verschiedenen Equipmentkonzepten
• Interaktion von Teilprojekten, z.B. Installation von Fundamenten, Innerparkverkabelung, Winde
WaTSS Methode
Pufferzeiten in den Projektplänen werden aktuell zumeist auf Basis von Wetterfensterstatistiken erstellt. Dabei werden auf der Grundlage sehr langer Zeitreihen Statistiken der Wetterfenster erstellt. Ein Nachteil hierbei ist, dass die Information über deren zeitliche Abfolge verloren geht, so dass die Abfolge von Arbeiten mit unterschiedlichen Wetter-grenzen nur eingeschränkt berücksichtigt werden kann.
Das Fraunhofer IWES hat daher als Alternative zur Verwendung von Wetterfensterstatistiken die WaTSS (Weather Time Series Scheduling)-Methode entwickelt. Hierbei wird der Bau-/Projektplan, in seiner gesamten Komplexität und in einem beliebigen Detaillierungsgrad auf die Wetterzeitreihen (Wetterfenster) abgebildet. Diese Simulation wird über mehrjährige Wetterzeitreihen, z.B. 40 Jahre, durchgeführt, wobei der simulierte Bau an jedem Tag begonnen wird. Aus den Auswertungen der einzelnen Vorgangs- und Projektdauern werden Prognosen, inkl. Wahrscheinlichkeiten, für die Bau-/Projektzeit erstellt. In der Simulation können beliebige Kombinationen von Wetterrestriktionen für jeden Vorgang definiert werden.
Weiterhin ist es möglich verschiedene Ereignisse, bei denen aufgrund widriger Wetterbedingungen ein Schiff zum Basishafen bzw. zu einer temporären Unterkunft fährt (z.B. „Call-to-Port“ oder „Seek-for-Shelter“), in die Analyse zu integrieren. Mit Hilfe von Sensitivitätsanalysen können die Baupläne in Bezug auf Wetterrisiken optimiert werden. Die Prognose der Bauzeit unterstützt in einer frühen Projektphase die Entscheidungen für eine kosten- und risikooptimale Installationsstrategie. Während der Projektausführung können die Auswirkungen von Verzögerungen bestimmt werden.