Das Projekt "Forschungs- und Technologieprojekte auf der FINO 3 - Forschungsplattform zur Weiterentwicklung der Offshore - Windenergienutzung (FINO 3) - Teilvorhaben: Entwicklung und Erprobung neuartiger Antibewuchsschichten für optische Unterwasser-Überwachungssysteme" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Fachhochschule Kiel, Institut für Werkstoff- und Oberflächentechnologie durchgeführt. Die rechtlichen Anforderungen an die Sicherheit von im Meer stehenden Bauwerken wie Bohrinseln, Öl- und Gasförderplattformen, Windenergieanlagen, Pipelines oder feststehenden Seezeichen unterscheiden sich von denen, die an Bauwerke im Onshore-Bereich gestellt werden. Die Aufsichtsbehörde Bundesamt für Seeschifffahrt und Hydrographie (BSH) fordert eine kontinuierliche Bauzustandsüberwachungen von Offshore-Bauwerken zur Schadensfrüherkennung. Diese werden heute mittels Tauchern oder Unterwasserrobotern durchgeführt. Das Ergebnis ist nur eine Momentaufnahme. Eine Überwachung mittels permanent ausgebrachten Kameras würde die besten Ergebnisse liefern und wäre zudem kostengünstig. Eine längerfristige Überwachung durch den Einsatz von permanenten optischen Unterwassersystemen ist zurzeit nicht möglich, da auf den optischen Gläsern sowohl im Süßwasser als auch im Salzwasser nach kürzester Zeit Mikroorganismen wie Bakterien und Mikroalgen haften, gefolgt von größeren Organismen wie Seepocken, Muscheln, usw. Ziel ist es, transparente, freisetzungsfreie Anti-Biofouling-Schichten zu entwickeln und ihre Funktionsfähigkeit auf der FINO3-Plattform zu testen. Der vorgesehene Arbeitsplan umfasst die Vorbereitung und Auswahl der Ausgangsstoffe, die Formulierung und Herstellung der Primerschichten, die Auswahl der Brückenmoleküle und deren Ankopplung an die Primerschichten. Danach erfolgt die Funktionalisierung mit den Anti-Fouling-Polymeren. Die Wirkung der Schichten beruht auf der Verhinderung der Bildung von Biofilmen. Die Herstellung der Schichten erfolgt aus der Lösung und ist daher aufskalierbar. Die Charakterisierungsarbeiten umfassen die Struktur, die Oberflächenchemie und optischen Eigenschaften der Schichten. Ihre Funktionsfähigkeit wird zunächst im Labor geprüft und für bewährte Schichten auf der FINO3.
Das Projekt "Forschungs- und Technologieprojekte auf der FINO 3 - Forschungsplattform zur Weiterentwicklung der Offshore - Windenergienutzung (FINO 3) - Teilvorhaben: Ganzheitliche Zustandsüberwachung und Lebensdauerprognose von Offshore-Windenergieanlagen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Fachhochschule Kiel, Institut für Schiffbau und maritime Technik durchgeführt. Eine zuverlässige Vorhersage der Lebensdauer von Offshore-Windenergieanlagen (OWEA) ist selbst nach heutigem Stand kaum zu realisieren. Dies wird in Zukunft für Betreiber und Hersteller aber zu einem konkreten Problem, wenn die Entscheidungen über die Verlängerungen von Betriebsgenehmigungen anstehen werden. Hier setzt das geplante Vorhaben an. Es wird basierend auf FINO3 ein validiertes Prognosemodell für die Lebensdauervorhersage entwickelt. Dieses Modell wird sich später auf jeden OWEA-Typ anpassen lassen, der auf Monopiles gegründet ist und neben Messungen für Wellenhöhe und Windgeschwindigkeit mit minimal zusätzlichen Messpunkten auskommt. Dafür wird die FINO3 mit zahlreichen Sensoren bestückt, die sich ergänzende physikalische Größen erfassen, mit denen das Prognosemodell entwickelt und validiert wird. Die Simulation des strukturellen Verhaltens von FINO3 bildet die Basis für das Prognosemodell und wird ebenfalls anhand von Messdaten abgeglichen. Aus gemessenen Daten und den Ergebnissen der Simulation wird das Prognosemodell erstellt, das eine zuverlässige Aussage über die Lebensdauer ermöglicht. Das Prognosemodell lässt sich später auf beliebige OWEA-Typen übertragen und ermöglicht so kostenintensive Wartungen und Prüfungen optimiert planen zu können. Mit Kenntnis über die Restlebensdauer können Betreiber von OWEA auch frühzeitig entscheiden, ob eine Verlängerung der Betriebsgenehmigung für ihre Anlagen in Betracht gezogen werden kann, die mit belastbaren Messungen und Nachweisen untermauert wird. Dies erhöht die Wirtschaftlichkeit von OWEA insgesamt. Das Projektteam hat bereits Vorarbeiten zu Lebensdauerprognosen von Monopiles durchgeführt und konnte so bereits Erfahrungen mit der Arbeit unter Offshore-Bedingungen allgemein und auf FINO3 speziell sammeln. Mögliche Risiken und Schwierigkeiten sind bekannt und können oft durch sorgfältige Vorbereitung umgangen oder minimiert werden.