XL-Monopiles als Fundamentierung für 6+-Megawatt-Offshore-Windenergieanlagen sind eine ökonomische Lösung für die Energiegewinnung auf See. Bei der Installation von XL-Monopiles gibt es jedoch erheblichen Optimierungsbedarf: Das übliche Einrammen schwächt die Pfähle, ist langwierig und laut. Eine Alternative ist das Einvibrieren, allerdings gibt es bei der Bemessung und Rammprognose große Unsicherheiten. Im Rahmen des Projektes wird eine Vibro-CPTu entwickelt, eine vibrierende Drucksondierung, die direkte Vorhersagen des Bodenverhaltens während der Einbringung und der axialen und lateralen Tragfähigkeit einvibrierter Pfähle ermöglichen soll.
Das Ziel von marTech ist es, Teilaspekte der Technologieerprobung und -entwicklung für 1) Tragstrukturen von Offshore-Windenergieanlagen (3.1.4) sowie 2) Anlagen und Technologien zur Nutzung der Wellen- und Tideströmungsenergie (3.5) durch wissenschaftliche Begleitforschung in einer signifikant erweiterten, großmaßstäblichen Versuchseinrichtung im Großen Wellenkanal Hannover voranzutreiben. Konkret werden drei Pilotprojekte zu einem Wellenenergiekonverter, zu einer Filter- und Dichtungsbahn und einem Kolkschutzsystem unter Gewährleistung wirklichkeitsnaher Umweltrandbedingungen zusammen mit der Industrie konzeptioniert und durchgeführt. Das hier beantragte Projekt marTech bildet damit alle wesentlichen Einwirkungen durch Wellen, Tideströmung und die hydro-geotechnischen Prozesse im Seeboden in einer großmaßstäblichen Versuchseinrichtung ab und ermöglicht dadurch wirklichkeitsnahe Verhältnisse unter kontrollierten und reproduzierbaren Laborbedingungen, die es zukünftig erlaubt, neue maritime Technologien zusammen mit der Industrie belastbar zu erproben bzw. weiter zu entwickeln.
XL-Monopiles als Fundamentierung für 6+ Mega-Watt Offshore Windenergieanlagen sind eine ökonomische Lösung für die Energiegewinnung auf See. Bei der Installation von XL-Monopiles gibt es erheblichen Optimierungsbedarf, das übliche Einrammen schwächt die Pfähle, ist langwierig und laut. Einvibrieren ist eine Alternative allerdings gibt es bei der Bemessung und Rammprognose große Unsicherheiten. Es wird eine Vibro-CPTu entwickelt, eine vibrierende Drucksondierung die letztlich direkte Vorhersagen des Bodenverhaltens während der Einbringung und der axialen und lateralen Tragfähigkeit einvibrierter Pfähle ermöglichen soll. Es wird eine neue echtzeitfähige Messsonde mit hoher Datenrate entwickelt und eine kommerzielle Drucksondiereinheit für echtzeitgesteuerte dynamische Sondierung umgebaut. Zusammen mit Geo-Engineering werden Sondierungen in der Testgrube des Vibro-Pile Projekts in Altenwalde und an anderen nordseeähnlichen Orten in Norddeutschland durchgeführt. Außerdem wird der vorhandene CPTu Kalibrierstand aufgerüstet und mit Ihm Vibro-CPTu Kalibrationsversuche and rekonstituierten Bodenproben von der Testgrube des Vibro Pile Projekts und an Bodenproben aus Norddeutschland und der Nordsee durchgeführt. Die rekonstituierten Bodenproben werden mit einem dynamischen, zyklischen und statischen geotechnischen Versuchsprogramm charakterisiert. All diese Ergebnisse werden mit den Daten der Pfahltests des Vibro Pile Projekts verglichen und gemeinsam mit den Partnern der optimale Versuchsablauf und die beste Versuchsauswertung entwickelt. Die Ergebnisse sind die Grundlage für die Ramm und Tragfähigkeitsprognosen der anderen Projektpartner.
Das Ziel von marTech ist es, Teilaspekte der Technologieerprobung und -entwicklung für 1) Tragstrukturen von Offshore-Windenergieanlagen (3.1.4) sowie 2) Anlagen und Technologien zur Nutzung der Wellen- und Tideströmungsenergie (3.5) durch wissenschaftliche Begleitforschung in einer signifikant erweiterten, großmaßstäblichen Versuchseinrichtung im Großen Wellenkanal Hannover voranzutreiben. Konkret werden drei Pilotprojekte zu einem Wellenenergiekonverter, zu einer Filter- und Dichtungsbahn und einem Kolkschutzsystem unter Gewährleistung wirklichkeitsnaher Umweltrandbedingungen zusammen mit der Industrie konzeptioniert und durchgeführt. Das hier beantragte Projekt marTech bildet damit alle wesentlichen Einwirkungen durch Wellen, Tideströmung und die hydro-geotechnischen Prozesse im Seeboden in einer großmaßstäblichen Versuchseinrichtung ab und ermöglicht dadurch wirklichkeitsnahe Verhältnisse unter kontrollierten und reproduzierbaren Laborbedingungen, die es zukünftig erlaubt, neue maritime Technologien zusammen mit der Industrie belastbar zu erproben bzw. weiter zu entwickeln.
1. Vorhabenziel Ziel des Teilprojektes der CAU/ IfG ist die Erfassung der geologischen Sedimentstruktur an drei Teststandorten von Offshore-Windkraftanlagen bis Gründungstiefe vor der Rammung sowie die Messung von durch die Rammung induzierten seismischen Wellen im Fernfeld mit Ozeanbodenseismometern (OBS). Strukturinformation und rammbegleitende Messungen sollen Rahmenbedingungen für die Modellierung des Körperschalls liefern und Abschätzungen/ Vorhersagemodelle über den Hydroschalleintrag im Fernfeld durch seismische Wellen ermöglichen. Als Ergebnis entsteht ein Untergrundmodell, das Tiefenpläne der geologischen Schichtgrenzen sowie die elasto-mechanischen Kenngrößen der geologischen Schichten enthält. 2. Arbeitsplanung Im Rahmen von Voruntersuchungen soll ein kombiniertes Verfahren aus hochauflösender Reflexionsseismik zur Strukturauflösung sowie Scholtewellenseismik zur Abschätzung des Schermoduls in der Umgebung jeder Gründungsposition durchgeführt werden. Des Weiteren sollen Messungen während der Rammung der OWEAs mit Ozeanbodenseismometern (OBS) durchgeführt werden, welche die Bodenbewegungen und den bodennahen Hydroschall im Fernfeld aufzeichnen. Durch die vom Projektpartner TUHH/ GBT geplanten Messungen ist es möglich, die Quellfunktion der Rammung zu bestimmen. Diese soll in zweidimensionale viskoelastische Finite-Differenzen-Modellierungen der seismischen Wellenausbreitung im Fernfeld eingebunden werden.
1. Vorhabenziel: Gesamtziel des Vorhabens ist die Erstellung eines integralen Berechnungsmodells zur Vorhersage des Unterwasserschalls bei Rammarbeiten im Offshore-Bereich mit und ohne Verwendung von Schallschutzsystemen. Aufbauend hierauf soll ergänzend ein Expertensystem erstellt werden, das einem erweiterten Anwenderkreis, wie beispielsweise Zulassungsbehörden, Naturschutzämtern und Biologen, Abschätzungen des zu erwartenden Schalleintrags und der Minderungswirkung von Schallreduktionsmaßnahmen beim Bau von OWEA erlaubt. Ziel des Verbundpartners LUH/ISD ist die Abbildung geeigneter Minderungskonzepte in Simulationsmodellen. Die parametrisierten numerischen Modelle zeichnen sich dadurch aus, dass die physikalischen Vorgänge, wie Reflexion, Transmission und Absorption, in der schallmindernden Zwischenschicht physikalisch zutreffend abgebildet werden. 2. Arbeitsplanung: Die Arbeitsplanung der LUH/ISD sieht eine Modellerweiterung und Modellkalibrierung des Simulationsmodells aus Schall3, die experimentelle Ermittlung von Blasengrößen- und Blasendichteverteilungen sowie die Erstellung von Simulations- und Rechenmodellen für Schallminderungskonzepte vor. Anschließend erfolgt die Modellkalibrierung und -validierung mit Versuchsdaten und die Modellimplementierung in das Akustikmodell des Verbundpartners TUHH/IMB. Weiter übernimmt LUH/ISD die Koordination für die Erstellung eines Expertensystems und liefert die Wissensbasis zur Berechnung der Minderungswirkung verschiedener Konzepte.
Das IMK-IFU des KIT bearbeitet die numerische Modellierung der mesoskaligen Wind- und Turbulenzverhältnisse und führt die Windlidar-Messungen durch. Die Modellierung wird mit dem mesoskaligen Modell WRF und dem feiner auflösenden Modell WRF-LES erfolgen. Die beiden Modelle sind im Verbundvorhaben als Teil einer Modellkette vorgesehen, die skalenmäßig bis hinunter zur Rotorblattumströmung reichen soll. Die Windmessung soll kampagnenartig mit drei Windlidaren, die zu einem 'virtuellen Masten' synchronisiert werden, erfolgen. Das IBF des KIT wird im Blick auf die Wechselwirkung von Baugrund und Gründung die beiden FWEA mit einer Instrumentierung versehen, die weiterführende Messungen und detailliertere Modellierungen erlauben. Das GPI des KIT untersucht in einem geophysikalischen Langzeitexperiment (mehrere Jahre) die emittierten Bodenerschütterungen, deren Ausbreitung und ihre Welleneigenschaften um das Testfeld an der FWKA. Es sollen hierfür erstmals drei Sensoren in flachen Bohrungen an einer WEA dauerhaft installiert werden, welche kontinuierlich in den drei Raumrichtungen die Bodenbewegung aufzeichnen.
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| Bund | 114 |
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| Förderprogramm | 114 |
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| offen | 114 |
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| Boden | 80 |
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