Boulder-Detektion für Monopile-Gründungen

Mittels seismischer Messungen können die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler die Beschaffenheit des Meeresbodens genau untersuchen und Findlinge frühzeitig detektieren.
© Frank S. Bauer

… und Seekabel in der Ostsee für den Baltic Power Offshore Windpark.

Für die Fundamente der geplanten Windenergieanlagen hat das Fraunhofer-Institut für Windenergiesysteme IWES im Auftrag von Baltic Power eine Boulder-Detektions-Kampagne in der Ostsee durchgeführt. Erstmals wurde die Vermessungstechnologie auch entlang der geplanten Seekabeltrassen eingesetzt. Das innovative Manta Ray G1 Messsystem ermöglicht nicht nur die Detektion von Findlingen, sogenannten Boulders, die bis zu 100 Meter unterhalb des Meeresbodens liegen, sondern auch die Vermessung von flacherliegenden Objekten entlang der Kabelkorridore.

Diese vom Fraunhofer IWES entwickelte Technologie ermöglicht es, die Risiken bei der Errichtung von Windenergieanlagen, Umspannplattformen (OSS) und der Verlegung von Kabeln zu minimieren.

Baltic Power, ein Gemeinschaftsprojekt von ORLEN und Northland Power, plant die Errichtung eines Offshore-Windparks in der Ostsee mit einer kumulativen Gesamtleistung von bis zu 1,2 Gigawatt. Der Park wird 76 Windenergieanlagen und zwei Umspannplattformen umfassen. Die jeweiligen Standorte der Infrastruktur müssen sorgfältig ausgewählt und der Untergrund genauestens untersucht werden, da Findlinge in dem Gebiet während des Errichtungsprozesses Risiken darstellen können. Auch die Kabelkorridore müssen genau vermessen werden, um sicherzustellen, dass die Seekabel optimal und so risikofrei wie möglich verlegt werden können. Die Kabel verbinden die Windenergieanlagen mit den OSS, die ihrerseits dann mit den Überlandleitungen verbunden werden. Es ist daher wichtig, Findlingfelder zu finden. Das Projekt startete im Januar 2023 und im Sommer 2023 schloss das IWES-Projektteam die erforderliche Offshore-Datenerfassung erfolgreich ab, worauf die Datenverarbeitung und -Interpretation folgte.

Mit dem Manta Ray G1 innovativen Messsystem können Findlinge im Meeresgrund detektiert werden.
Mit dem Manta Ray G1 innovativen Messsystem können Findlinge im Meeresgrund detektiert werden. © Frank S. Bauer

Findlingsdetektion mittels des Manta Ray G1 Messsystems

Das innovative Manta Ray G1 Messsystem ermöglicht den Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern des Fraunhofer IWES, Findlinge in einer Tiefe von bis zu 100 Metern unter dem Meeresboden zu lokalisieren. Das Manta Ray G1 beinhaltet einen mit speziellen seismischen Sensoren (Hydrophonen) und Positionsbestimmungssystemen ausgestatteten Schlepprahmen. Während der Datenerfassung fangen die Hydrophone die von einer Signalquelle emittierten und von dem Untergrund reflektierten oder gestreuten Schallwellen auf. Dies ermöglicht nicht nur die Kartierung der Sedimentschichten, sondern auch die Detektion von Felsen im Meeresuntergrund. Mit dieser einzigartigen Methode der Diffraktionsabbildung kann man die von den Findlingen gestreute akustische Energie zu ihrem Ausgangspunkt zurückverfolgen. Dank des Manta Ray G1 können so Risiken, die von den Felsbrocken und anderen unterirdischen Objekten im vermessenen Meeresgrundsedimenten ausgehen, festgestellt und reduziert werden.

Vermessung von Seekabelkorridoren

Das Team des Fraunhofer IWES hat zum ersten Mal mit der Manta Ray G1 Technologie Seekabelkorridore vermessen. Für den Kunden ist die Detektion von Findlingen entlang der Kabeltrassen auch wichtig. Hierfür muss untersucht werden, wie viele Felsen in unmittelbarer Nähe der geplanten Korridore im Meeresgrund liegen könnten und die Positionen der Findlingfelder müssen bestimmt werden. Die Verlegeschiffe können dann die Stromkabel entlang der zuvor untersuchten Korridore verlegen und dabei die lokalisierten Findlinge umgehen.

Piotr Ostrowski, stellvertretender Projektdirektor von Baltic Power, sagt: »Baltic Power hat sich für das Fraunhofer IWES aufgrund seiner innovativen Technologie mit bewährter Erfolgsbilanz entschieden. Die Methodenkompetenz vom Fraunhofer IWES garantiert nicht nur die genaue Erfassung von geologischen Gebilden und Findlingen, sondern damit auch die Risikoreduzierung sowie erhebliche Kostenersparnisse. Der Einsatz fortschrittlicher Seismik-Technologien ist für zukunftssichere und nachhaltige Energieprojekte in der Offshore-Windindustrie von großer Bedeutung, insbesondere an komplexen Standorten wie der Ostsee.«

»Wir sind stolz darauf, dass wir die Branche der erneuerbaren Energien dabei unterstützen können, Windparkprojekte schneller und gezielter umzusetzen. Unsere Forschungsarbeit und erfolgreich abgeschlossene Industrieprojekte bestätigen unsere Methode und wir erfüllen zudem umfänglich die Anforderungen der Industrie. Das motiviert uns, unsere seismischen Messmethoden weiter zu verfeinern und wir freuen uns darauf, unsere Expertise in weiteren Projekten einzusetzen«, fügt Projektleiter Gino Frielinghaus, Abteilungsleiter Baugrunderkundung am Fraunhofer IWES, hinzu.

Die Erfahrungen und Erkenntnisse auch aus diesem Projekt werden in Zukunft als Grundlage für die Planung und Errichtung von Offshore-Windparks dienen und helfen, die Methodik noch weiter zu optimieren.

Fraunhofer IWES
Das Fraunhofer IWES sichert Investitionen in technologische Weiterentwicklungen durch Validierung ab, verkürzt Innovationszyklen, beschleunigt Zertifizierungsvorgänge und erhöht die Planungsgenauigkeit durch innovative Messmethoden im Bereich der Windenergie und Wasserstofftechnologie. Derzeit sind rund 300 Wissenschaftlerinnen, Wissenschaftler und Angestellte sowie mehr als 100 Studierende an neun Standorten beschäftigt: Bochum, Bremen, Bremerhaven, Görlitz, Hamburg, Hannover, Leer, Leuna, und Oldenburg.

Baltic Power
Baltic Power, eine Gemeinschaftsunternehmung von ORLEN und Northland Power, stellt ein wegweisendes Projekt in Polens Energiewende dar. Als modernste Offshore-Wind-Investition im polnischen Teil der Ostsee wird das Projekt einen erheblichen Beitrag zu Polens Energiewende leisten. Mit einer Gesamtinvestition von ungefähr 4,4 Milliarden Euro, finanziert durch 25 Finanzinstitutionen, ist Baltic Power das größte Projekt mit Fremdfinanzierung in der Geschichte Polens. Das Projekt, das die Errichtung von 76 Windenergieanlagen umfasst, soll bis 2026 eine Leistung von fast 1,2 GW erzeugen, genug um 1,5 Millionen Haushalte mit sauberer Energie zu versorgen.

Wissenschaftliche Ansprechpartner:

Projektkoordination, Gino Frielinghaus, Abteilungsleiter Baugrunderkundung
Tel.: +49 (0)471 14290-174
E-Mail: gino.frielinghaus@iwes.fraunhofer.de
www.iwes.fraunhofer.de

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