BSH beauftragt Fraunhofer IWES mit Baugrund-Voruntersuchungen

Bevor die Vergabe neuer Offshore-Windparkcluster in Nord- und Ostsee erfolgt, werden gemäß Windenergie-auf-See-Gesetz (WindSeeG) Voruntersuchungen des Baugrundes durchgeführt. Wichtige Informationen zur Meeresumwelt, dem Baugrund, und den Wind - und ozeanographischen Verhältnissen ermöglichen den Bietern, Bauaufwand und zu erwartenden Ertrag besser abzuschätzen. In der ersten Vergaberunde für die Vorerkundung des Baugrunds hat das Bundesamt für Seeschifffahrt und Hydrographie (BSH) unter anderem das Fraunhofer IWES ausgewählt. Die Forscher erstellen dreidimensionale Baugrundmodelle auf Basis geophysikalischer Messungen. Das so genannte mehrkanalseismische Messverfahren liefert hochaufgelöste Daten für Bodenschichten in den für Windenergieanlagen-Fundamenten relevanten Tiefen. Die Messfahrt zur Datenerhebung soll im September erfolgen.

Für die Planung und Entwicklung von Offshore-Windparks ist die Kenntnis der Baugrundverhältnisse entscheidend: Auf dieser Grundlage lassen sich die Tragstrukturen von Windenergieanlagen auswählen und dimensionieren. Da die Gründungsarbeiten einen hohen Anteil der Gesamtkosten der Windparkentwicklung ausmachen, hat eine realistische Einschätzung einen großen Einfluss auf die Wirtschaftlichkeit des Vorhabens. Im WindSeeG wurde 2017 geregelt, dass das Bundesamt für Seeschifffahrt und Hydrographie Voruntersuchungen auf Grundlage eines Ausschreibungsverfahrens ermittelt. In der ersten Runde der Ausschreibung von Baugrunduntersuchungen fiel die Wahlunter anderem auf das Fraunhofer IWES. „Wir freuen uns sehr, den Zuschlag erhalten zu haben, und unser mehrkanalseismisches Messverfahren im Dienste des BSH einzusetzen,“ so Dr. Bernhard Lange, Bereichsleiter Windparkplanung und -betrieb am Fraunhofer IWES.

3D-Bodenmodell

Das System ist bei der Vorerkundung für mehrere deutsche Windparks und in verschiedenen Forschungsprojekten sowohl in Nord- als auch Ostsee bereits erfolgreich eingesetzt worden. Ein Verfahren wie die Mehrkanalseismik ermöglicht es, in Kombination mit punktuellen Erkenntnissen aus Bohrungen und Drucksondierungen ein flächenhaftes Gesamtbild des Baugrundes zu erstellen. So können wichtige Erkenntnisse für die Gründung von Windenergieanlagen gewonnen werden.

Auch bei der Neudimensionierung geplanter Windparks bietet das Verfahren Vorteile: Sollen zum Beispiel durch die Wahl einer größeren MW-Klasse weniger Anlagen an veränderten Positionen aufgestellt werden, kann dies nach einer hochwertigen flächigen Erfassung zu Beginn der Planungsarbeiten u.U. ohne Nacherkundungen möglich sein. Das Verfahren des Fraunhofer IWES ist optimiert für den Einsatz in Wassertiefen von weniger als 100 Metern. Die Signalcharakteristik in Verbindung mit einer digitalen, hochempfindlichen Mehrkanal-Registriereinheit (Streamer) sichert das Eindringen und den Empfang des akustischen Signals bis zur vorgesehenen Fundamenttiefe von Windenergieanlagen.

Im September soll die geophysikalische Baugrunderkundung durchgeführt werden. Je nach Größe der zu vermessenden Fläche wird die Messfahrt bis zu mehreren Wochen dauern. Dabei werden unter Wasser akustische Signale ausgesendet, und die zurückgeworfenen Schallwellen mit sog. Hydrophonen empfangen und aufgezeichnet. Anhand dieser Reflexionen lässt sich erkennen, wie die Bodenschichten über viele Kilometer verlaufen und welche Materialien zu erwarten sind. Dies erleichtert die Ermittlung der technischen Anforderungen an die Standfestigkeit einer Windenergieanlage oder einer bis zu zwanzigtausend Tonnen schweren Konverterplattform beeinträchtigt sein könnte. Diese Informationen werden im Rahmen des Bieterverfahrens für die Flächen von der Bundesnetzagentur veröffentlicht.