Verbesserte Sicherheit für Offshore-Windkraftanlagen
Ufernahe Windkraftanlagen in Küstengebieten sind aufgrund der größeren Chancen auf Wind als bei Anlagen an Land eine vielversprechende Option für die Erzeugung von sauberer Energie. Bei ihnen können auch die mit Installationen im tieferen, offenen Meer verbundenen Probleme wie z. B. schwieriger Zugang, teure Instandhaltung und aufwändigen Kabellängen umgangen werden. Anlagen im Flachwasser weisen jedoch ihre eigenen Herausforderungen wie etwa brechende Wellenzüge in abnehmenden Tiefen auf. Dabei handelt es sich um eine Reihe von Wellen, die sich in gleicher Richtung ausbreiten und regelmäßige Abständen zueinander haben, was die Intaktheit der die Windkraftanlagen tragenden Säulen bedrohen kann. Hauptziel des Projekts SAFEMILLS (Increasing safety of offshore wind turbines operation: Study of the violent wave loads) war daher, eine Lösung für das Problem der steileren Wellen zu finden, die auf vertikale Pfeiler von Windkraftanlagen auftreffen. Forscher verfolgten einen auf dreidimensionalen (3D) Wellen basierenden Ansatz, der zu einem späteren Zeitpunkt die von Karman- und Wagner-Ansätze für Wellenschlag aufnehmen könnte. Er ermöglichte die Ableitung zeitlich veränderlicher Belastungskomponenten einschließlich Kraft- und Druckimpuls und deren Anwendung zum Finden einer Lösung auf Basis elliptischer Zylinder. Die Resultate von SAFEMILLS werden dazu beitragen, alternative bauliche Untergründe für Offshore-Windkraftanlagen zu finden. Dazu zählen Trägerstrukturen, die den Vorteil geringerer Baukosten, einer einfacheren Demontage, Reparatur und Wartung sowie von mehr Sicherheit bieten. Die Erkenntnisse aus dem Projekt werden gleichermaßen für die Erforschung von hydrodynamischen Aufschlagproblemen, des heftigen Wellenschlags sowie der Hydroelastizität von Schiffen und Offshore-Bauten von Nutzen sein.
Schlüsselbegriffe
SAFEMILLS, Windkraftanlagenpfeiler, Wellenlasten, 3D-Wellen, elliptische Zylinder
