Fraunhofer-Institut für WindenergiesystemeDemo-Projekt zu Suction Buckets gestartet
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. Dazu wird in den hohlen, oben geschlossenen Stahlkörpern („Buckets“) durch Abpumpen ein Unterdruck erzeugt, der die Struktur in den Meeresboden zieht. Die Herausforderung dabei ist die genaue Dimensionierung und Verteilung des Druckes sowie die Vermeidung einer Schiefstellung. 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 wird im Vorfeld nicht nur der Einfluss des Installationsverfahrens auf die spätere Standsicherheit untersucht, sondern auch die Interaktion zwischen Boden und Stahlstruktur und die Auswirkungen von Druck- und vor allem Zugbelastungen. Das untersuchte Bucket wurde für eine Jacket-Tragstruktur ausgelegt und hat einen Durchmesser von 1,4 Meter. In Offshore-Anwendungen können diese Bauteile einen Durchmesser von 6 bis 15 Metern erreichen. Großmaßstäbliche Modellversuche wie dieser werden von Fraunhofer-Forschern im Testzentrum Tragstrukturen – einer Einrichtung der Leibniz Universität Hannover – in der 14 x 9 x 10 Meter großen Grundbauversuchsgrube ausgeführt. Die Grundbauversuchsgrube bietet homogene Testbedingungen sowie einen für den typischen Nordseeboden repräsentativen sandigen Modellbaugrund.
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. Auch die rasche Installation ist von Vorteil: eine vorbereitete Tragstruktur mit Buckets kann an einem Tag errichtet werden. Die Methode wird in der Praxis bereits angewendet. Das Demonstrationsprojekt dient den IWES-Forschern zur Kompetenzausweitung; die 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, mit denen in der Grundbauversuchsgrube die Einwirkung extremer Wellen auf die Struktur nachgestellt werden.
