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Reduzierung der Fertigungs- und Wartungskosten von Offshore Windenergieanlagen mittels Inline-Inspektion und maschineller Lernverfahren, Vorhaben: Entwicklung eines innovativen Ansatzes zur Inline-Inspektion und Analyse von Schweißverbindungen von Offshore Windenergieanlagen

Reduzierung der Fertigungs- und Wartungskosten von Offshore Windenergieanlagen mittels Inline-Inspektion und maschineller Lernverfahren, Vorhaben: Quantifizierung lokaler Einflussgrößen auf die Lebensdauer von Schweißverbindungen

Errichtung und Betrieb des Offshore-Windparks (OWP) „Windanker“ in der deutschen ausschließlichen Wirtschaftszone (AWZ) der Ostsee

ID: 3282 Allgemeine Informationen Ergänzungstitel des Vorhabens: Öffentliche Bekanntmachung des Bundesamtes für Seeschifffahrt und Hydrographie über den Erlass und die Auslegung des Planfeststellungsbeschlusses für die Errichtung und Betrieb des Offshore-Windparks „Windanker“ in der Ostsee Kurzbeschreibung des Vorhabens: Am 24. Januar 2025 ist der Planfeststellungsbeschluss für den Offshore-Windpark „ Windanker “ erlassen worden. Das Vorhabengebiet liegt in der deutschen ausschließlichen Wirtschaftszone (AWZ) der Bundesrepublik Deutschland in der Ostsee. Das Vorhaben „ Windanker “ liegt innerhalb des im Raumordnungsplan 2021 festgelegten Vorranggebietes für Windenergie „ O-1 ". Die Entfernung zu der nächstgelegenen Insel Rügen beträgt rund 38 km und bis zum deutschen Festland rund 82 km. Die Distanz zur dänischen AWZ beträgt 622 Meter und zur schwedischen AWZ rund 4 km. Das Vorhaben liegt außerhalb gesetzlicher Schutzgebiete. Mit dem Planfeststellungbeschluss ist die Errichtung von 21 Offshore-Windenergieanlagen mit einer Nabenhöhe von 142 m über SKN, einem Rotordurchmesser von 236 m (Gesamthöhe bis Rotorblattspitze 260 m über SKN) und einer Leistung von jeweils 14 MW, mit 7 % PowerBoost 15 MW genehmigt worden. Die einzuspeisende Netzkapazität beträgt 300 MW. Das Planfeststellungsverfahren für die Errichtung und den Betrieb des Offshore-Windparks „ Windanker “ wurde am 02.09.2022 eingeleitet. Die Antrags- und Planunterlagen standen gemäß §§ 2, 3 Planungssicherstellungsgesetzes ( PlanSiG ) online auf der BSH-Internetseite und im UVP-Portal des Bundes in der Zeit vom 22.05.2023 bis einschließlich 21.06.2023 zur Verfügung. Zusätzlich lagen die Planfeststellungsunterlagen in Papierform gemäß § 73 VwVfG in demselben Zeitraum in den Bibliotheken der beiden Dienstsitze des BSH Hamburg und Rostock zur Einsichtnahme aus. Die öffentliche Bekanntmachung der Auslegung erfolgte am 19.05.2023 in den Nachrichten für Seefahrer (NfS) sowie in den Zeitungen Frankfurter Allgemeine Zeitung und WELT. Statt eines Erörterungstermins fand nach den Vorschriften des PlanSiG eine Online-Konsultation statt. Raumbezug In- oder ausländisches Vorhaben: inländisch Ort des Vorhabens Verfahrenstyp und Daten Eingangsdatum der Antragsunterlagen: 02.09.2022 Datum der Entscheidung: 24.01.2025 Art des Zulassungsverfahrens: Planfeststellungsverfahren gem. §§ 45 Abs. 1, 48 Abs. 4 WindSeeG vom 13.10.2016 (BGBl. I S. 2258, 2310) in der Fassung vom 31.12.2022 i.V.m. § 74 VwVfG UVP-Kategorie: Wärmeerzeugung, Bergbau und Energie Zuständige Behörde Verfahrensführende Behörde: Name: Bundesamt für Seeschifffahrt und Hydrographie Bernhard-Nocht-Straße 78 20359 Hamburg Deutschland http://www.bsh.de Telefonnummer: 040 3190-6449 E-Mailadresse der Kontaktperson: sarah.kroeplien@bsh.de Zuständige Organisationseinheit: Ordnung des Meeres, Referat Windpark-Verfahren zentral voruntersuchte Flächen Stellungnahmen und Einwendungen im Rahmen des Beteiligungsverfahrens sind zu richten an: Schriftlich oder zur Niederschrift beim BSH, Dienstsitz Hamburg (Bernhard-Nocht-Straße 78, 20359 Hamburg) oder Dienstsitz Rostock (Neptunallee 5, 18057 Rostock). Elektronische Stellungnahmen und Einwendungen sind bitte an folgende E-Mail-Adressen zu übersenden: EingangOdM@bsh.de ; sarah .kroeplien@bsh.de Die Einwendungen müssen Namen und Anschrift der Einwenderin/des Einwenders enthalten, das betroffene Rechtsgut bzw. Interesse benennen und die befürchtete Beeinträchtigung darlegen. Mit Ablauf der Einwendungs-/Äußerungsfrist sind für dieses Planfeststellungsverfahren alle Einwendungen/Äußerungen ausgeschlossen, die nicht auf besonderen privatrechtlichen Titeln beruhen. Vorhabenträger Windanker GmbH Charlottenstraße 63 10117 Berlin Deutschland Öffentlichkeitsbeteiligung Auslegung: Auslegung in der Bibliothek des BSH in Hamburg Kontaktdaten des Auslegungsortes Bundesamt für Seeschifffahrt und Hydrographie - Bibliothek - Bernhard-Nocht-Straße 78 20359 Hamburg Deutschland Öffnungszeiten des Auslegungsortes Montag, Mittwoch und Donnerstag            09:00–15:00 Uhr Dienstag                                                     09:00–16:00 Uhr Freitag                                                        09:00–14:30 Uhr Eröffnungsdatum der Auslegung 10.02.2025 Enddatum der Auslegung 24.02.2025 Auslegung in der Bibliothek des BSH in Rostock Kontaktdaten des Auslegungsortes Bundesamt für Seeschifffahrt und Hydrographie - Bibliothek - Neptunallee 5 18057 Rostock Deutschland Öffnungszeiten des Auslegungsortes Montag, Mittwoch und Donnerstag           08:30–11:30 Uhr und 13:00–15:00 Uhr Freitag                                                       08:30–11:30 Uhr und 13:00–14:00 Uhr Dienstag                                                    geschlossen Eröffnungsdatum der Auslegung 10.02.2025 Enddatum der Auslegung 24.02.2025 Ende der Frist zur Einreichung von Einwendungen: 24.03.2025 Beginn der Frist zur Einreichung von Einwendungen: 10.02.2025 Verfahrensinformationen und -unterlagen Verlinkung auf die externe Vorhabendetailseite Hinweis zur BSH-Homepage: Der Beschluss kann auf der BSH-Internetseite unter Be… Dokumente PFB Windanker.pdf 1.1 Windanker Räumlichen Lage.pdf 1.2 Windanker Darstellung des Vorhabens.pdf 1.3 Windanker Detailansicht Einzelbauwerke.pdf 2.1 Windanker Bauwerksverzeichnis.pdf

Validierung einer Gründungsverstärkung für das Repowering von Offshore-Windenergieanlagen

Offshore-Windenergieanlagen (OWEA) wurden und werden kontinuierlich weiterentwickelt. Bereits vorhandene OWEA in der Deutschen Bucht entsprechen in dieser Hinsicht nicht mehr dem Stand der Technik. Hier bietet sich für den Betreiber die Möglichkeit des Repowerings und damit die Option, mehr Strom pro Anlage zu geringeren Kosten (OPEX) zu produzieren. Durch das Repowering steigt die Energieeffizienz schneller an als beim konservativen Ansatz (Betrieb der Altanlagen bis zum Lebensdauerende, Abriss und Neubau): Neben der Möglichkeit, vorzeitig auf größere und im Betrieb kostengünstigere, wenigere Anlagen umzusteigen, reduziert sich die Stillstandzeit des Parks, die aus durch Abschalten des alten Windparks bis zur Inbetriebnahme des Nachfolgers entsteht, deutlich. Da vorhandene Fundamente nicht ausreichend tragfähig für die Lasten einer größeren Windturbine sind, sollen diese für das Repowering verstärkt werden. Das Fraunhofer IWES (FhG-IWES) hat in Eigenforschung und im BMWK-Forschungsvorhaben InGROW eine Möglichkeit zur nachträglichen Erhöhung der Tragfähigkeit von bestehenden Monopiles für das Offshore-Repowering entwickelt und patentiert. Das Konzept des FhG-IWES; das als 'InGROW-Gründungskonzept' bezeichnet wird, soll die Schaffung einer hybriden, standsicheren Gründung für das Repowering mit Erhöhung der Turbinenleistung ermöglichen. Mit dem hier beantragten Vorhaben soll dieses Verfahren weiter entwickelt werden mit dem Ziel, die technische und wirtschaftliche Umsetzbarkeit des Konzepts zu validieren und den zugehörigen Technologischen Reifegrad (TRL) auf 5 zu erhöhen. Die Validierung des InGROW-Gründungskonzepts erfolgt durch die Umsetzung eines großmaßstäblichen Demonstrators zum Nachweis der Herstellbarkeit und Funktionsweise sowie durch die Prüfung der Wirtschaftlichkeit, Nachhaltigkeit sowie Genehmigungsfähigkeit des Konzepts. Damit werden die notwendigen Voraussetzungen für den künftigen Eintritt in die Anwendungsphase geschaffen.

Ressourceneinsparung und Lebensdauerverlängerung für Monopiles von Offshore-Windenergieanlagen auf Grundlage eines ganzheitlichen Optimierungskonzeptes für die gesamte Prozesskette, Teilvorhaben: Entwicklung eines Prüfsystems für das Onlinemonitoring von Rissen und thermisch gespr. Schichten

Die aktuellen Ausbauziele der Bundesregierung im Bereich der Windenergie erfordern die Errichtung einer großen Anzahl neuer Offshore-Windenergieanlagen (OWEA) und einen möglichst langen Betrieb der bestehenden Anlagen. Risse in Schweißnähten der Tragstrukturen von OWEAs, die über mehrere Jahrzehnte unter rauen Umgebungsbedingungen betrieben werden, können die Lebensdauer von OWEAs erheblich reduzieren. Um die Zuverlässigkeit und Lebensdauer von Tragstrukturen zu erhöhen, wird in diesem Teilprojekt ein Prüfsystem entwickelt, das zerstörungsfrei zur Online-Überwachung des Risswachstums an Schweißnähten eingesetzt werden kann. Wiederkehrende, konventionelle Prüfungen sind aufgrund der Offshore vorherrschenden Randbedingungen aufwendig und kostenintensiv. Ein Prüfsystem, das dauerhaft am Bauwerk verbleibt und das Risswachstum überwacht, kann daher Kosten sparen und die Betriebssicherheit erhöhen. Das zu entwickelnde Prüfsystem basiert auf der Wirbelstromprüftechnik. Ein Sensorarray wird entwickelt und zum Rissmonitoring auf die Schweißnaht aufgebracht werden. Einstellbare Messzyklen ermöglichen einen energieeffizienten Betrieb, so dass das Prüfsystem über mehrere Jahre autark mit einer Batterie betrieben werden kann. Die aufgezeichneten Messdaten werden mittels der LoRaWan-Technologie übertragen. Durch Variation der Prüffrequenz soll das Prüfsystem auch für die Bewertung des Rissfortschritts unter einem Schutzschichtsystem ertüchtigt werden. Das Prüfsystem wird anhand von Ermüdungsversuchen qualifiziert. Die Langzeitstabilität des Prüfsystems und der Sensorik wird in Salzwassertests überprüft. Ergebnis des Vorhabens ist ein autark arbeitendes Prüfsystem, das den Rissfortschritt auch unter rauen Umgebungsbedingungen überwachen kann und damit dazu beitragen kann, die Nutzungsdauer von OWEA zu verlängern und potenzielle Reparaturmaßnahmen zustandsorientiert einzusetzen.

Planungswerkzeuge für die energetische Stadtplanung

Im Projekt 'Planungswerkzeuge für die energetische Stadtplanung sind erste Ansätze zur energetischen Stadtplanung auf Basis des Energiemodells URBS entwickelt worden. Die Analyse erlaubt eine Einteilung der Stadt in Vorranggebiete bezüglich der Wärmeversorgung. Die Arbeit basiert auf verschiedenen Analysemodulen. Der erste Schritt besteht in der Erstellung einer Gebäudedatenbank. Alle Gebäude der Stadt sollen hinsichtlich ihrer Geometrie, des Gebäudealters, der Bauweise, des aktuellen Energieverbrauches usw. enthalten sein. Diese Informationen werden dann genutzt, um den gegenwärtigen und zukünftigen Wärmeverbrauch zu bestimmen. Der zukünftige Gebrauch wird unter der Annahme verschiedener Sanierungsmaßnahmen bestimmt. Der erste Schwerpunkt der Arbeit liegt auf einer Analyse der Verdichtung und Ausweitung des bestehenden Fernwärmenetzes. Mit Hilfe der Gebäudedatenbank wird analysiert wo und zu welchen Kosten die Fernwärme ausgebaut werden könnte. Die Erhebungen aus dieser Analyse werden dann im nächsten Schritt an das Optimierungsmodell IJRBS übergeben. Im nächsten Schritt werden verschiedene Wärmeversorgungsmöglichkeiten hinsichtlich der technischen Realisierbarkeit und der wirtschaftlichen Wettbewerbsfähigkeit untersucht. Der zweite Schwerpunkt der Untersuchung liegt auf Wärmepumpen. Hierfür wurde ein eigenes Bodenmodell entworfen. Mit dem Modell kann bestimmt werden, wo welche Menge an Energie aus dem Boden entzogen werden kann, ohne bestimmte Nachhaltigkeitskriterien zu verletzten. All diese Informationen werden in das Energiemodell URBS-Augsburg eingepflegt. Neben der Warme- wird auch die Stromversorgung im Modell abgebildet. Anhand des Modells kann dann untersucht werden welche Technologien und Maßnahmen eingesetzt werden sollten um gesetzte Klimaschutzziele zu erreichen. Ein entscheidendes Ergebnis des Modells zeigt die starke Abhängigkeit der lokalen Entwicklung in Augsburg von der allgemeinen Entwicklung der Stromerzeugung in Deutschland. Wenn eine überregionale Lösung beispielsweise mit viel off-shore Wind und Ansätzen wie Desertec realisiert wird, dann wird in Augsburg durch die Optimierung wenig eigner Strom erzeugt, Kraft- Wärme-Kopplung und Fernwärme werden nicht ausgebaut. Städtische Klimaschutzziele sollten in diesem Fall durch Einsparungsmaßnahmen im Gebäude-Wärmebereich vorangetrieben werden. Ist die Entwicklung hin zu klimaneutralem Strom in Deutschland schleppend, dann muss in Augsburg viel mehr 'grüner ' Strom erzeugt werden. Hier kann dann der Kraft-Wärme-Kopplung eine zentrale Rolle zukommen. Die Ausweitung dieses Ergebnisses ist dringend notwendig, da sie für die aktuelle politische Diskussion von zentraler Bedeutung sind.

BAW seit sechs Jahren auch 'offshore' aktiv - Die Sicherheit der Windenergieanlagen auf dem Meer muss gewährleistet sein

Da beim Bau von Offshore-Windenergieanlagen großenteils technisches Neuland betreten wird, gilt es, dafür den 'Stand der Technik' zu entwickeln und in Standards und Normen festzuhalten. Den Anteil der erneuerbaren Energien zu steigern, ist ein wichtiges energiepolitisches Ziel der Bundesregierung. Dabei soll die Windenergie auf dem Meer einen wesentlichen Teil der zukünftigen Energieversorgung sicherstellen. Im Vergleich zu den Bedingungen an Land (onshore) treten auf dem Meer (offshore) hohe stetige Windgeschwindigkeiten auf, sodass hohe Erträge zu erwarten sind. Offshore-Windparks sollen von der Küste und den Inseln aus nicht sichtbar sein, und sie sollen außerhalb der Küsten-Nationalparks Wattenmeer und Boddengewässer liegen. Deshalb werden Windpark-Projekte vorwiegend in großer Entfernung zur Küste und in großen Wassertiefen geplant. Sie liegen damit in der sogenannten 'ausschließlichen Wirtschaftszone' (AWZ) der Bundesrepublik Deutschland. Dies ist das Gebiet außerhalb der 12-Seemeilen-Zone bis zu einer Entfernung von 200 Seemeilen. Die Windenergieanlagen müssen dort in Wassertiefen bis zu 50 m errichtet werden. Aufgrund der anspruchsvollen Bedingungen - große Wassertiefen, starke Wind- und Wellenbelastungen, weite Entfernungen von der Küste - ist die in Deutschland geplante und begonnene Errichtung von Offshore-Windenergieanlagen (OWEA) weltweit einmalig. Diese schwierigen Randbedingungen machen eine sorgfältige Planung notwendig. Das zuständige Bundesamt für Seeschifffahrt und Hydrographie (BSH) hat bisher 28 Windparks unter der Auflage genehmigt, dass die Antragsteller planungsbegleitend bis zur Baufreigabe die Einhaltung des Standes der Technik nachweisen müssen. Da hier aber großenteils technisches Neuland betreten wird, musste und muss ein solcher Stand der Technik überhaupt erst geschaffen werden. Das BSH gibt Standards als technische Regelwerke für Offshore-Windenergieanlagen heraus, die unter Mitwirkung von Expertengruppen erarbeitet und weiterentwickelt werden. In diesen Standardisierungsprozess bringt die BAW ihr vorhandenes wasserbauliches und geotechnisches Expertenwissen ein und berät das BSH bei den technischen Fragen während des Genehmigungsprozesses. So sind im Rahmen der Freigabeprozesse umfangreiche technische Unterlagen der Antragsteller zu bearbeiten. Dabei werden immer wieder wesentliche fachliche Risiken für die Errichtung und den sicheren Betrieb deutlich, die in aufwändigen Fachgesprächen und Fachbeiträgen behoben werden müssen. Sie resultieren aus der Komplexität der Aufgabenstellung und der Randbedingungen, die nachfolgend beispielhaft betrachtet werden.

Optimierung der Produktivität bei der Herstellung von Gründungsstrukturen für Offshore-Windenergieanlagen durch die Implementierung des Laserstrahlschweißens im Vakuum

Damit die Klimaziele der Bundesregierung erreicht werden, muss in den kommenden Jahren intensiv in die Erschließung und den Aufbau neuer Offshore-Windparks investiert werden. Um diese möglichst schnell und kostengünstig aufbauen zu können, bedarf es hochproduktiver Fertigungsprozesse. Die Schweißtechnik ist nach einer Studie des deutschen Verbandes für Schweißtechnik und verwandte Verfahren (DVS) aktuell der Flaschenhals bei der Herstellung von Offshore-Windenergieanlagen (OWEA). Da die maximale Produktivität konventioneller Schweißverfahren wie dem Unterpulverschweißen erreicht ist, kann eine nennenswerte Produktivitätssteigerung nur durch echte Innovationen wie der Substitution der konventionellen Verfahren durch Hochleistungsverfahren wie dem Laserstrahlschweißen im Vakuum (LaVa) erreicht werden. Ziel des Vorhabens ist ein ganzheitlicher Anlagenentwurf zur Implementierung des Verfahrens in der Herstellung von OWEA, konkret am Beispiel von Monopiles. Um LaVa in der Fertigung von Monopiles einsetzen zu können, müssen diverse Herausforderungen bewältigt werden.

Optimierung der Produktivität bei der Herstellung von Gründungsstrukturen für Offshore-Windenergieanlagen durch die Implementierung des Laserstrahlschweißens im Vakuum, Teilvorhaben: Anlagenentwicklung für das Laserstrahlschweißen mit lokalem Vakuum

Damit die Klimaziele der Bundesregierung erreicht werden, muss in den kommenden Jahren intensiv in die Erschließung und den Aufbau neuer Offshore-Windparks investiert werden. Um diese möglichst schnell und kostengünstig aufbauen zu können, bedarf es hochproduktiver Fertigungsprozesse. Die Schweißtechnik ist nach einer Studie des deutschen Verbandes für Schweißtechnik und verwandte Verfahren (DVS) aktuell der Flaschenhals bei der Herstellung von Offshore-Windenergieanlagen (OWEA). Da die maximale Produktivität konventioneller Schweißverfahren wie dem Unterpulverschweißen erreicht ist, kann eine nennenswerte Produktivitätssteigerung nur durch echte Innovationen wie der Substitution der konventionellen Verfahren durch Hochleistungsverfahren wie dem Laserstrahlschweißen im Vakuum (LaVa) erreicht werden. Ziel des Vorhabens ist ein ganzheitlicher Anlagenentwurf zur Implementierung des Verfahrens in der Herstellung von OWEA, konkret am Beispiel von Monopiles. Um LaVa in der Fertigung von Monopiles einsetzen zu können, müssen diverse Herausforderungen bewältigt werden.

Optimierung der Produktivität bei der Herstellung von Gründungsstrukturen für Offshore-Windenergieanlagen durch die Implementierung des Laserstrahlschweißens im Vakuum, Teilvorhaben: Integration in Produktionsumgebung

Damit die Klimaziele der Bundesregierung erreicht werden, muss in den kommenden Jahren intensiv in die Erschließung und den Aufbau neuer Offshore-Windparks investiert werden. Um diese möglichst schnell und kostengünstig aufbauen zu können, bedarf es hochproduktiver Fertigungsprozesse. Die Schweißtechnik ist nach einer Studie des deutschen Verbandes für Schweißtechnik und verwandte Verfahren (DVS) aktuell der Flaschenhals bei der Herstellung von Offshore-Windenergieanlagen (OWEA). Da die maximale Produktivität konventioneller Schweißverfahren wie dem Unterpulverschweißen erreicht ist, kann eine nennenswerte Produktivitätssteigerung nur durch echte Innovationen wie der Substitution der konventionellen Verfahren durch Hochleistungsverfahren wie dem Laserstrahlschweißen im Vakuum (LaVa) erreicht werden. Ziel des Vorhabens ist ein ganzheitlicher Anlagenentwurf zur Implementierung des Verfahrens in der Herstellung von OWEA, konkret am Beispiel von Monopiles. Um LaVa in der Fertigung von Monopiles einsetzen zu können, müssen diverse Herausforderungen bewältigt werden.

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