- Zunehmende Durchmesser von Pfahlgründungen erfordern ein besseres Verständnis der Risiken bei der Installation von Offshore-Fundamenten.
- Heutige Monopiles besitzen relativ große Wandstärken, um ein mögliches Beulen im Bereich des Pfahlfußes zu vermeiden.
- Ein besseres Verständnis des Beulverhaltens kann dazu beitragen, die Wandstärken von Monopiles und damit die benötigte Stahlmenge zu reduzieren. Dies wird Kosteneinsparungen sowie die Entwicklung sicherer und optimierter Strukturen erlauben.
Der Monopile ist die derzeit vorherrschende Gründungsstruktur für Offshore-Windkraftanlagen. Da die Turbinen immer leistungsstärker und grösser werden, müssen auch die tragenden Monopiles mit Durchmessern von über 10 m und Längen von über 60 m mitwachsen. Die Installation immer größerer Pfähle erfordert wiederum den Einsatz von immer leistungsstärkeren Schlagrammen, mit denen die Pfähle in den Meeresboden eingetrieben werden. Die immensen während des Installationsvorgangs auftretenden Kräfte bergen dabei das Risiko, dass sich die Pfahlstrukturen unterhalb des Seebodens verbiegen. Dies stellt eine Herausforderung für Offshore-Windparkentwickler dar, die untersucht werden muss. Zum einen muss sichergestellt werden, dass ein Monopile sicher in den Meeresboden gerammt werden kann, ohne strukturelle Defekte davonzutragen. Durch die Vermeidung möglicher Defekte kann wiederum die Lebensdauer einer Offshore-Windkraftanlage verlängert und somit ein höherer Energieertrag erzielt werden.
Das Projekt VERBATIM wird vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (BMWi) unter dem Dach des 7. Energieforschungsprogramms der Bundesregierung gefördert und durch den Projektträger Jülich betreut. Das Projektkonsortium besteht aus der Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (BAM), der Technischen Universität Berlin und dem Unternehmen Jörss – Blunck – Ordemann (JBO). VERBATIM profitiert außerdem von der starken technischen und finanziellen Unterstützung der im OWA Programm vertretenen Partner EnBW, Equinor, RWE, Ørsted, Scottish Power Renewables, Shell und Vattenfall sowie der Unterstützung des Carbon Trust. Es vereint eine Reihe von Erfahrungen und Fachkenntnissen auf dem Gebiet der Boden-Bauwerks-Interaktion, der Bemessung von Offshore-Gründungen sowie der Entwicklung und Errichtung von Offshore-Windparks.
VERBATIM wird Beulphänomene untersuchen, die sich sowohl auf die Deformation des Pfahlfußes während der Installation als auch auf die mögliche Instabilitäten des eingebetteten Pfahls im Bereich des Seebodens beziehen. Die Ziele sind:
- Analyse der Bedingungen für das Pfahlbeulen
- Entwicklung und Validierung eines Finite-Elemente-Modells (FE) sowohl einer Benchmarking-Studie
- Entwicklung eines Bemessungsverfahren für Pfahleinbettung und Stabilitätsnachweise
- Optimierung der Pfahlkonstruktion unter Berücksichtigung ökonomischer und ökologischer Aspekte
- Erarbeitung technischer Bemessungsregeln für Pfähle
Der Projektkoordinator der BAM, Dr. Matthias Baeßler, kommentiert:
"Mit zunehmender Turbinengröße und Wassertiefe wachsen die Dimensionen der Monopile-Fundamente weiter. Wir haben es mittlerweile mit Durchmessern von 10 m und mehr zu tun. Um diese sicher und kosteneffizient zu installieren, brauchen wir verifizierte Berechnungsmodelle. Deshalb untersuchen wir in VERBATIM gezielt die Bedingungen für das Knicken der Pfähle. ”
Der Projektleiter des Carbon Trust für VERBATIM, Dr. James Sinfield, fügte hinzu:
"Das VERBATIM-Projekt kommt zu einem wichtigen Zeitpunkt für die Offshore-Windindustrie. Da die Turbinen immer größer werden, müssen wir sicherstellen, dass sie auf soliden Fundamenten installiert werden. Die Beteiligung der Partner des Offshore Wind Accelerators am Projekt stellt sicher, dass die Forschungsergebnisse maximale Wirkung entfalten und in neue Richtlinien und Best Practices eingehen.”
Verifikation des Beulnachweises und –verhaltens großer Monopiles
ENDE
Für weitere Informationen kontaktieren Sie die Pressestelle des Carbon Trust:
E-Mail: press@carbontrust.com
Tel.-Nr.: +44 (0)20 7170 7050
ÜBER DEN OFFSHORE WIND ACCELERATOR
Der Offshore Wind Accelerator (OWA) ist das wichtigste Kooperationsprogramm des Carbon Trusts für gemeinsame Forschung, Entwicklung und Umsetzung. Die gemeinsame Initiative wurde 2008 zwischen dem Carbon Trust und neun Offshore-Windkraftentwicklern ins Leben gerufen. Ziel ist es, die Kosten der Offshore-Windkraft zu senken, um mit der konventionellen Energieerzeugung konkurrieren zu können, sowie Einblicke in die Anforderungen von Industriestandards (und der Best Practice) im Bereich Gesundheit und Sicherheit zu geben.
In der aktuellen Phase sind neun internationale Energieunternehmen beteiligt und finanzieren das Programm: EnBW, Equinor, Ørsted, RWE Renewables, ScottishPower Renewables, Shell, SSE Renewables, Total und Vattenfall, die zusammen 75 % der installierten Offshore-Windkapazität in Europa repräsentieren.
ÜBER DEN CARBON TRUST
Der Carbon Trust wurde 2001 gegründet und arbeitet mit Unternehmen, Regierungen und Institutionen auf der ganzen Welt zusammen. Er unterstützt sie dabei, zu einer nachhaltigeren Zukunft beizutragen und davon zu profitieren - durch Kohlenstoffreduzierung, Strategien zur Ressourceneffizienz und die Vermarktung von kohlenstoffarmen Unternehmen, Systemen und Technologien.
Der Carbon Trust
- arbeitet mit Unternehmen und Regierungen zusammen und hilft ihnen, ihre Strategien mit der Klimawissenschaft abzustimmen und die Ziele des Pariser Abkommens zu erreichen
- bietet fachkundige Beratung und Sicherheit, um Investoren und Finanzinstitutionen die Gewissheit zu geben, dass grüne Finanzierungen wirklich grüne Ergebnisse haben werden
- unterstützt die Entwicklung von kohlenstoffarmen Technologien und Lösungen und schafft so die Grundlagen für das Energiesystem der Zukunft.
Der Carbon Trust hat seinen Hauptsitz in London und verfügt über ein globales Team von mehr als 200 Mitarbeitern, die über 30 Nationalitäten vertreten und auf fünf Kontinenten tätig sind.
