ProBucket – Bucket-Fundamente für Offshore-Windenergieanlagen

Teilvorhaben:

Weiterentwicklung der ingenieurwissenschaftlichen Bemessungsmethoden anhand experimenteller und numerischer Untersuchungen.

Beschreibung:

Suction-Bucket-Gründungen sind eine vielversprechende Alternative zur verbreiteten Pfahlgründung für Jacket-Strukturen im Offshore-Windbereich. Sie überzeugen gegenüber Pfahlgründungen mit einer schnellen Installation, die nahezu frei von Schallemission ist, einer geringen Einbindetiefe und der Option des nachhaltigen Rückbaus. Das Anwendungsfeld umfasst neben den Jacket-Strukturen ebenfalls schwimmende Strukturen in Form eines Ankers sowie das Monobucket, als Äquivalent zum Monopile. Das Konzept von Suction-Buckets ist im Offshore-Windsektor noch weitestgehend neuartig. Dieses Teilvorhaben hat daher zum Ziel, die numerischen Bemessungsmethoden zur Dimensionierung von Suction-Buckets weiterzuentwickeln. Im Detail sollen strukturelle, geometrische und geotechnische Parameter in ihrem Einfluss quantifiziert werden, um mit dem erlangten Erkenntnisgewinn eine verlässliche Vorhersage zum Beulverhalten von Suction Buckets zu ermöglichen. Hinsichtlich des Tragverhaltens von Suction Buckets unter zyklischen Belastungen sollen Berechnungsverfahren entwickelt bzw. weiterentwickelt und mittels experimenteller Untersuchungen validiert werden. Damit sollen Unsicherheiten reduziert und eine wirtschaftliche Bemessung ermöglicht werden.  

Am Institut für Geotechnik (IGtH) werden die großmaßstäblichen Versuche des Testzentrum Tragstrukturen Hannover (TTH) durch eine größere Anzahl von Modellversuchen in kleinerem Maßstab ergänzt, welche die Auswertung von Skalierungseffekten anhand der Betrachtung der gesamten Modellfamilie ermöglichen. Darüber hinaus werden die Messdaten der Modellversuche für die Validierung eines komplexen numerischen Modells verwendet, das unter Berücksichtigung der beobachteten Maßstabseffekte eine weitreichende Parameterstudie in Prototyp-Dimensionen ermöglicht. Die gewonnen Erkenntnisse werden zur Weiterentwicklung einer Berechnungsmethode herangezogen. Aus den gewonnenen Erkenntnissen werden Bemessungsempfehlungen abgeleitet werden, die in Fachgremien diskutiert und in zukünftigen Richtlinien berücksichtigt werden können.  

Forschungspartner:

• Leibniz Universität Hannover
  • Institut für Stahlbau
  • Institut für Geotechnik
  • Testzentrum Tragstrukturen Hannover
• Fraunhofer-Institut für Windenergiesysteme
• Geotechnik und Dynamik Consult GmbH
• Tractebel Overdick GmbH
• Tractebel Engineering GmbH