Erneuerbare Energie
Fundamente und Gründungsstrukturen
Die Befestigung der Anlagen am Meeresboden erfolgt auf verschiedene Art und Weise. Dies ist abhängig von unterschiedlichen Faktoren wie beispielsweise der Wassertiefe, Bodenbeschaffenheiten, Strömungen sowie der Teil- und Gesamtgewichte der Offshoreanlage selbst. Ebenfalls kann die Entscheidung zur Wahl des Fundaments abhängig von vorhandenen Produktionskapazitäten zur Fertigung der Teilkomponenten sein. Das heißt, wenn ein Unternehmen das geplante Fundament oder deren Teilkompo-nenten nicht liefern kann, ist eine alternative Fundamentauswahl zu treffen. Dies kann die Gründungskosten ggf. erhöhen. Da die Gründung die Massen der Anlage tragen können muss, kann diese schnell mehr als 1000 Tonnen schwer werden. Dies sind die bekanntesten Fundamente für Offshore-Windenergieanlagen:
Jackets (häufig)
Das „Jacket“-Fundament besteht aus einem rechteckigen, fachwerkartigen Stahlbau. Dieser ähnelt dem Turm eines Bau-krans. Am Meeresboden sind große Ringe außen am Boden des Gerüstes angebaut. Durch diese Ringe werden am abgesenkten Gerüst lange, spitze Rohre eingetrieben. Diese Rohre „nageln“ den Stahlbau sozusagen am Meeresboden fest.
Tripods (häufig)
Die „Tripods“-Fundamente besitzen ein zentrales Gründungs-rohr, worauf die Anlage befestigt ist. Dieses Gründungsrohr ist mit einer dreibeinigen Gründungsstruktur verbunden, wobei drei Stahlrohre schräg vom Gründungsrohr abgehen und mit den in den Meeresboden gerammten Pfeilern verstrebt werden. Diese Gründungsart eignet sich besonders gut bei sandigem und ebenem Untergrund, mit einer Wassertiefe von 20 bis 80 Metern. Bei einem steinigen und unebenen Grund eignet sich Tritops nicht gut. [1]Im Offshoretestfeld alpha ventus wurden die sechs AREVA-Windenergieanlagen auf Tritops-Fundamenten errichtet.
Monopiles (wenig verbaut)
Die „Monopile“-Fundamente besitzen nur ein zentrales Grün-dungsrohr, welches direkt in den Meeresboden gerammt wird. Darauf ist die Wind-Energie-Anlage befestigt. Diese Gründungs-art bietet den Vorteil, dass sie relativ schnell zu errichten sind und wenig Vorarbeit am Meeresgrund vollzogen werden muss. Nach einer gewissen Zeit neigen sich die Monopilegründungen durch den Druck des Windes auf die WEA . Aus diesem Grund werden sie mit Stahlseilen abgespannt. Hierbei wird das Kollisionsrisiko für Schiffe deutlich erhöht, da diese Stahlseile komplett unter Wasser liegen. Durch die Nutzung in geringen Wassertiefen bis zu 20m und bei ebenem und sandigem Grund, wird diese Gründungsstruktur nur eher selten verbaut.
Schwergewichtsgründungen (wenig verbaut)
„Schwergewichtsgründungen“ besitzen eine massive Flächen-gründung, die meist aus Beton- oder Stahl bestehen. Auf diesem Fundament ist eine Art Monopile befestigt, welche die Anlage trägt. Schwergewichtsgründungen können nur unter ge-wissen Voraussetzungen errichtet werden. Der Boden muss sehr massiv sein, sodass die Gründung nicht im Meeresboden versinkt. Außerdem müssen viele Vorarbeiten am Meeresgrund vorgenommen werden und mit zunehmender Wassertiefe nimmt auch die Masse der Gründung stetig zu.
Tripiles (häufig)
„Tripile“-Fundamente sind die vergleichsweise neueste Entwicklung einer WEA-Gründung. Es besitzt drei einzelne Pfeiler, die 30m in den Meeresboden gerammt werden. Diese gehen bis zur Wasseroberfläche, wo sie dann mit einer Art Dreibein verstrebt werden. Auf diesem Dreibein wird die WEA befestigt. Tripile-Fundamente haben einen geringeren Durch-messer als Monopile-Fundamente und können somit einfacher und schneller in den Meeresgrund gerammt werden.[2] Außerdem sind sie deutlich kostengünstiger als andere Fundamente und sind flexibel an die gewählte Umgebung anpassbar, da die Wandstärke und die Länge variieren können. Somit kann dieses Fundament auf einer Tiefe von 25 bis 50m eingesetzt werden. Tripile-Fundamente wurden schon im Offshorewindpark BARD Offshore 1 in der Nordsee verwendet.
Schwimmende Fundamente (sehr selten, in Erprobung)
Eine sehr seltene Art von „Fundamenten“ sind die schwim-menden Fundamente. Sie sind noch in der Erprobung und müssen noch überarbeitet werden. Schwimmende Fundamente werden voraussichtlich in großer Tiefe zum Einsatz kommen. Ein weiterer Vorteil ist, dass das Fundament samt Windenergie-anlage komplett an Land zusammengebaut und dann schwim-mend zum Standort transportiert werden kann. Andererseits ist das Kollisionsrisiko für Schiffe, mit den am Boden verankerten Stahlseilen, sehr hoch.
[1] http://www.offshore-windenergie.net/technik/fundamente 20.12.2014 13:30 6
[2] http://www.offshore-windenergie.net/technik/fundamente 20.12.2014 13:30 7