Alternative Offshore-Gründung spart Material und Kosten

© Fraunhofer IWESHannover, Bremerhaven - Die Offshore-Windenergie ist ein noch junger Industriezweig mit großem technischen und wirtschaftlichen Potenzial. Tests von neuen Gründungsstrukturen zeigen, dass diese gegenüber gängigen Verfahren deutliche Vorteile aufweisen können.

Forscher von Fraunhofer IWES haben im Testzentrum für Tragstrukturen in Hannover sog. Suction Buckets Offshore-Gründungen getestet, die bislang vor allem in der Öl- und Gasindustrie eingesetzt werden. Die Ergebnisse belegen, dass damit Material und Kosten eingespart werden können, ohne die Standsicherheit zu beeinträchtigen.

Suction Buckets in Öl- und Gasindustrie bereits Standard
Das Fraunhofer IWES hat im Frühjahr 2018 das Gründungskonzept von sog. Suction Buckets für die Anwendung im Bereich Offshore-Windenergie an zwei großmaßstäblichen Buckets im Maßstab 1:5 in getestet. Ziel des Forschungs-Demoprojektes war es, die offenen Fragen bei der Dimensionierung und das Betriebsverhalten der Bucket-Fundamente zu klären und die Fundamente im Hinblick auf Offshore-Optimierungspotenziale zu analysieren. Die Öl- und Gasindustrie setzt Suction Buckets bereits erfolgreich ein. In der Offshore-Windenergie wird erst dieses Jahr der erste kommerzielle Windpark errichtet, in dem die Unterstrukturen aus Multi-Buckets bestehen.

Geringerer Materialverbrauch verbessert Wirtschaftlichkeit und Logistik
Die in der Größenordnung in Deutschland bislang einmaligen Großmodellversuche im Testzentrum für Tragstrukturen Hannover (TTH) haben nach Angaben von Fraunhofer IWES das große Potenzial des Buckets-Gründungskonzepts für einen zuverlässigen und wirtschaftlichen Einsatz für Offshore-Windparks gezeigt. Da Jacket-Tragstrukturen für Offshore-Anlagen heftigen Wetterbedingungen standhalten müssen, lag ein Schwerpunkt auf Zugbelastungstests, bei denen die Einwirkung extremer Wellen auf die Struktur nachgestellt wurde.

Dabei gelang den IWES-Forschern der Nachweis, dass sich der Zugwiderstand der Suction Buckets bei Extremereignissen kurzzeitig erhöht. In der Folge wächst die Tragfähigkeit der Gründung erheblich. Für Hersteller bedeutet das: Sie können Material einsparen, ohne die Standsicherheit zu beeinträchtigen. Zudem reduziert sich der Aufwand bei der Logistik. Das erhöht die Wirtschaftlichkeit von Suction Buckets, die sich vollständig rückbauen und schallärmer installieren lassen. Um die Forschungen weiter voranzutreiben, plant das Fraunhofer IWES die Bildung eines Forschungsclusters aus Industriepartnern, Forschungseinrichtungen und Zulassungsstellen.

Hintergrund
Bucket-Gründungen bestehen aus einem nach unten geöffneten Stahlzylinder, der einem Eimer ähnelt (bucket= engl. für Eimer). Per Kran wird der Zylinder auf dem Meeresboden abgesetzt und anschließend leergepumpt. Im Zylinder entsteht dadurch ein Unterdruck, und der oben auflastende hydrostatische Druck presst das Fundament in den Boden.