Windparks fernab der Küsten
Weit draußen auf dem Meer sind die Winde stärker und beständiger, und die Infrastruktur wird von der Bevölkerung akustisch und visuell weniger wahrgenommen. Die derzeitigen Plattformen, die in flacherem Wasser aufgestellt sind, müssen jedoch durch starre Konstruktionen am Meeresboden fixiert werden. Im tiefen Wasser ist dieses System jedoch schwierig einzusetzen und mit hohen Kosten verbunden. Ferner kann es seitliche Belastungen durch Wellen weniger gut aufnehmen als eine schwimmende Konstruktion. Daher müssen vor der Entwicklung von Offshore-Windparks zuerst Modelle entwickelt werden, mit denen Hypothesen getestet und die Leistung vorausgesagt werden kann. Da die Infrastrukturen groß und komplex sind, ist es technisch und wirtschaftlich nicht machbar, diese unter realen Bedingungen zu testen. Im Rahmen des ICFLOAT-Projekts haben von der EU geförderte Wissenschaftler bahnbrechende Methoden entwickelt und eingesetzt, mit der Bewegungen von Ozeanen/Flüssigkeiten und festen Elementen berechnet werden können. Dadurch konnte das Gesamtverhalten einer schwimmenden Windkraftanlage, die durch das Gewicht hochgehalten wird und am Meeresboden vertäut ist, berechnet werden. Die Forscher kombinierten eine numerische unstrukturierte Meshing-Methode mit der Discrete-Element-Methode und der Finite-Element-Methode, um die Belastungen und die Gitteradaptivität zu modellieren. Das Ergebnis ist ein Open-Source-Werkzeug mit einem neuartigen Algorithmus, mithilfe dessen die gegenseitige Verbindung von Flüssigkeiten und schwimmenden Feststoffen modelliert werden können. Das ICFLOAT-Werkzeug wurde für die Modellierung von schwimmenden Windkraftanlagen konzipiert, kann jedoch auch für erneuerbare Energieressourcen wie die Meeresströmung und die Wellenkraft angepasst werden. Die Verbindung zwischen festen und flüssigen Bestandteilen in Bewegung ist allgegenwärtig, beginnend von Blut, das durch Arterien strömt, bis hin zur Navigation von unbemannten Fahrzeugen in Wasserströmungen. Dadurch kann das frei zugängliche ICEFLOAT-Werkzeug mit ein paar Anpassungen Entdeckungen und Innovationen in zahlreichen Anwendungsbereichen der Grundlagenforschung und der angewandten Forschung vorantreiben.
Schlüsselbegriffe
Windkraftanlage, offshore, Modellierung, Meshing, Discrete-Element-Methode, Finite-Element-Methode, Belastungen, Gitteradaptivität, Verbindung
