Wellenbrechen an Offshore Tripod-Gründungen -Versuche und Simulationen im Vergleich zu Richtlinien

Mehrere tausend Windanlagen werden für die Realisierung der politischen Ziele bezüglich der Nutzung von Offshore Windenergieanlagen (OWEA) als erneuerbare Energieform benötigt. Für die Serienproduktion lässt sich eine Struktur möglichst wirtschaftlich entwerfen, je genauer die Lastmodellierung die realen Einwirkungen abbildet; dabei sind die Lastannahmen für brechende Wellen auf Grund ihrer komplexen Geometrie mit diversen Unsicherheiten verbunden, weshalb im Forschungsprojekt "GIGAWIND alpha ventus - TP 1" innerhalb des Forschungsverbundes "Research at Alpha VEntus" (RAVE) u.a. Forschungsschwerpunkten auch brechende Wellen an Gründungsstrukturen untersucht wurden. Hierfür wurden im "Großen Wellenkanal" am Forschungszentrum Küste (FZK, Hannover) Modellversuche an einem Tripod im Maßstab 1:12 durchgeführt. An der Gründungsstruktur wurde unter anderem die räumliche und zeitliche Druckbelastung infolge brechender Wellen erfasst. Im Anschluss wurde mit der Datengrundlage ein dreidimensionales numerisches Strömungsmodell erstellt, das neben der Belastungsanalyse auch zusätzliche Erkenntnisse über die Wellenkinematik und die hydrodynamische Umströmung der zylinderartigen Struktur liefert.

In dem folgenden Artikel werden Ergebnisse der physikalischen und numerischen Modelle beschrieben und einander gegenüber gestellt. Abschließend erfolgt ein Vergleich mit dem Lastansatz nach DIN EN 61400-3 für die Auslegung von Offshore Windenergieanlagen.