EnviSim4Mare - Experimentelle Untersuchungen der hydrodynamischen Belastungen infolge von marinem Bewuchs an Tragstrukturen von Offshore-Windenergieanlagen; Schlussbericht des Teilprojekts des Projektpartners Alfred-Wegener-Institut Helmholtz Zentrum für Polar- und Meeresforschung (AWI)

Abstract

Produkte, Anlagen und Technologien in maritimer Umgebung sind bereits nach kurzer Exposition in Seewasser durch marinen Bewuchs besiedelt. Die Bemessung und technische Konstruktion von Offshore-Windenergieanlagen erfordert umfangreiches Wissen über die einwirkenden Lasten. Marinem Bewuchs wird in der Praxis mit dimensionslosen Beiwerten für Wellen- und Strömungslasten Rechnung getragen und die Beiwerte werden i.d.R. als Spannbreiten angegeben. In der Bemessungspraxis werden die Beiwerte aufgrund fehlender genauerer Kenntnisse oftmals mit großen Sicherheiten gewählt. Um realistische Lastbeiwerte zu erhalten, wurden Messkampagnen in einem Salzwasser-Wellen- und Strömungskanal (SWSKanal) mit marin bewachsenen künstlichen Testkörper (Zylinder & Platten aus Edelstahl) geplant, die zunächst an geeigneten Standorten in der Nordsee ausgebracht und nach ausreichender Ansiedlung von marinem Bewuchs am Standort Braunschweig (Projektpartner LWI, TU Braunschweig) im SWS-Kanal getestet wurden. Neben der Hauptaufgabe der Gewährleistung der Bereitstellung einer ausreichenden Anzahl bewachsener Testkörper im Teilvorhaben des Projektpartners Alfred-Wegener-Institut (AWI) ist ein biologisches Monitoring des Biofoulings durch diesen Partner durchgeführt worden. Auch hierfür wurden an unterschiedlichen Standorten in der südlichen Nordsee Testkörper (Edelstahlplatten) an unterschiedlichen Standorten ausgebracht und durch regelmäßige Beprobungen konnte die Sukzession der Biofoulinggemeinschaft beschrieben und zwischen den Standorten verglichen werden. Während in exponierten Bereichen ärmere Gemeinschaften dominiert von Miesmuscheln, Seepocken und Flohkrebsen auftraten, war in einer von Wellen- und Strömungseinfluss geschützteren Zone der Aufwuchs diverser und wie keine eindeutige Dominanz einer oder weniger Arten auf. Zudem konnten keine klaren Unterschiede in der Struktur der Biofoulinggemeinschaften zwischen den Jahreszeiten registriert werden. Dieses Muster wiederholte sich über einen Zeitraum von drei Jahren zwischen zwei Standorten, während der dritte Standort nur Daten aus einem Jahr aufwies. Die taxonomischen Untersuchungen liefern Erkenntnisse über realistischen marinen Bewuchs und geben Hinweise auf die Beschaffenheit des Aufwuchses (u.a. Bedeckungsgrad, Bewuchsschichtdicke, harte oder weiche Organismen) und seinen möglichen Einfluss auf die Lasten der installierten Strukturen.