06. Mai 2021

Installation von Offshore-Fundamenten: Vibrieren statt rammen

Gründungsstrukturen sollen in Zukunft schneller und schallärmer eingebracht werden.

„VISSKA“ - hinter dieser Abkürzung verbirgt sich ein Forschungsprojekt, mit dem weitreichende Untersuchungen zur Vibrationsrammung bezüglich der Installation, der Schallemissionen und der Auswirkungen auf Schweinswale im Offshore-Windpark Kaskasi II vorgenommen werden sollen. Das Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (BMWi) fördert das von RWE Renewables koordinierte Forschungsprojekt.

Bislang werden Fundamente für Offshore-Windturbinen mittels eines Hydraulikhammers mit einzelnen Schlägen in den Meeresgrund gerammt. Das neue, schallärmere Verfahren hingegen nutzt senkrecht gerichtete Schwingungen, um die Fundamente in den Boden einzubringen. Der Einsatz von zusätzlichen Schallminderungsmaßnahmen zum Schutz von Meeressäugern ist bei der innovativen Vibrationstechnik voraussichtlich nicht länger erforderlich.

Weltweit erstmalige Anwendung

In diesem Jahr beginnt RWE vor Helgoland damit, den Offshore-Windpark Kaskasi (342 Megawatt) zu errichten. Dieser wird der erste Offshore-Windpark weltweit sein, der diese neuartige Installationsmethode anwendet, um die Fundamente für die Windturbinen bis zur endgültigen Tiefe in den Meeresgrund einzubringen. Die Anwendung der innovativen Vibrationsrammtechnik, des sogenannten „Vibro Pile Driving“, ermöglicht eine deutlich schnellere und für die Gründungsstruktur schonendere Einbringung bei wesentlich reduzierter Schallentwicklung.

Die Pilotanwendung bei Kaskasi wird durch ein umfangreiches Forschungsvorhaben begleitet. Gemeinsam wollen die Partner Prognosemodelle zur Einbringung der Monopile-Fundamente (Gründungsstrukturen) mittels Vibrationsrammung und zu der dabei entstehenden Schallentwicklung erstellen und durch Messungen unter Offshore-Bedingungen validieren. Weiterhin wollen die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler umfangreiche ökologische Begleituntersuchungen darüber durchführen, wie Schweinswale auf das schallarme Installationsverfahren reagieren. Die ersten Analysen auf See sind für diesen Sommer geplant. Die insgesamt 38 Fundamente für die Windkraftanlagen werden ab dem dritten Quartal 2021 installiert. Der Abschlussbericht des 28-monatigen Forschungsvorhabens soll Anfang 2023 vorliegen.

Aus dem Labor in die Praxis

Zusammen mit den vier Projektpartnern knüpft RWE mit diesem Vorhaben an jahrelange Forschung im Bereich der Vibrationsrammung im Labor und in Feldversuchen an. Die bisher durchgeführten Untersuchungen haben bereits gezeigt, dass das Installationsverfahren das Potenzial hat, sowohl die Unterwasserschallemissionen als auch die Installationsdauer zu verringern. Ziel dieses Forschungsprojekts ist es, auf den vorliegenden Ergebnissen aufzubauen und sie um weitere Erkenntnisse zu ergänzen. So will das Projektteam unter Offshore-Bedingungen nachweisen, dass die Gründungen mit der Vibrationsrammung deutlich schneller und effizienter installiert werden können als mit der Impulsrammung.

Langfristig will das Team die neuartige Gründungsmethode als eine schallärmere und naturverträglichere Alternative zum bisher genutzten Impulsrammverfahren etablieren. Die Ergebnisse von VISSKA können somit entscheidend dazu beitragen, die Kosten und Risiken bei zukünftigen Offshore-Windparks durch den Einsatz der Vibrationstechnik zu senken und die neue Installationsmethode auf dem Markt zu etablieren.

Darüber hinaus bietet die Vibrationsrammung perspektivisch die Möglichkeit, die eingebrachten Gründungen wieder vollständig zurückzubauen. Die Piles müssten nicht abgetrennt werden, sondern könnten komplett aus dem Meeresgrund herausgezogen werden. Dies könnte deutlich Ressourcen einsparen, da der Stahl zurückgewonnen wird. Außerdem wäre der Eingriff in die Umwelt vollständig umkehrbar.

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