OFFSHORE WIND SCHWERKRAFTFUNDAMENTE DUH SCHALLSCHUTZ TAGUNG SEPTEMBER 2012 BERLIN DR. HOLGER WAHRMUND

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1 DUH SCHALLSCHUTZ TAGUNG SEPTEMBER 2012 BERLIN DR. HOLGER WAHRMUND

2 STRABAG SE KONZERNSTRUKTUR Offshore Wind Operative Einheiten Ingenieurdienstleistungen Projektgesellschaften Offshore Wind GmbH Cuxhaven Technologiezentrum Erneuerbare Energien

3 DUH SCHALLSCHUTZ TAGUNG Funktionsweise und Einsatzbereiche von Schwerkraftfundamenten Beispiele ausgeführter Projekte Installationsprozess am Beispiel des STRABAG-Konzeptes Schallemissionsquellen und Schalluntersuchungen Zusammenfassung und Ausblick STRABAG INTRODUCTION

4 FUNKTIONSWEISE Funktionsweise Funktionsweise

5 FUNKTIONSWEISE Fernsehturm Olympiaturm Heinrich Hertz Fernsehturm Kölner Windturbine Berlin München Hamburg Stuttgart Dom FUNKTIONSWEISE

6 FUNKTIONSWEISE [ ] Funktionsweise

7 FUNKTIONSWEISE Monopile Tripod Jacket Gravity Base Floating FUNKTIONSWEISE

8 FUNKTIONSWEISE Herausforderungen an Gründungen von Offshore WEA: Große Bauwerkshöhen mit 90 bis 110 m Nabenhöhe über dem Meeresspiegel Wassertiefen bis ca. 45 m Hohe Windlasten Extreme Wellenlasten stochastisch verteilte Lastwechsel ca. 100 Mio Wellen in 20 Jahren FUNKTIONSWEISE

9 FUNKTIONSWEISE Design-Kennzeichen von Schwerkraftfundamenten Großes Eigengewicht Tiefe Lage des Schwerpunktes ausreichend große Grundfläche Lastabtrag oberflächennah über Flächenpressung und Reibung Keine Verankerung im Baugrund, keine Tiefgründungselemente Konstruktionsmaterial: bewehrter und vorgespannter Beton Zusatzgewicht durch Ballastierung Kolkschutz i.d.r. erforderlich Voraussetzung: Gut tragfähiger Baugrund oberflächennah FUNKTIONSWEISE

10 AUSFÜHRUNGS Ausführungsbeispiele AUSFÜHRUNGS-

11 AUSFÜHRUNGS: AUSGEFÜHRTE PROJEKTE Middelgrunden, Dänemark Thornton Bank, Belgien Messmast Arkona AUSFÜHRUNGS-

12 ENTWURFS: FÜR SCHWERKRAFTFUNDAMENTE Vici Ventus Skanska/ SMIT Vinci Offshore UK Royal BAM, Bögl, Grontmij Van Oord Seatower Hochtief, Costain, ARUP Royal BAM Sir Robert McAlpine STRABAG Offshore Wind ENTWÜRFE

13 OFFSHORE WIND SCHWERKRAFTFUNDAMENTE ENTWURFS above LAT ~21m Foundation height overall ~66m STRABAG-Design: MAIN COMPONENTS, DATA SHEET, MATERIALS Example 45 m water depth ~3 3,8 m Ø shaft Base: 8,50m LAT: 5,80m Base plates 3 x ~128m² = 384m² Concrete ~ 7000 t Reinforcement steel ~ 620 t Pre-stressed reinforcement steel ~ 80 t Secondary Steel ~ 62 t Volume Ballasting, sandbags (or stones) ~ 2800 m³,5m 8 3 ~ STRABAG FUNKTIONSWEISE BEISPIEL STRABAG AUSFÜHRUNGS INSTALLATIONS SCHALL

14 BEISPIEL STRABAG: STRABAG SCHWERKRAFTFUNDAMENT Konzeption für industrielle Serienfertigung Minimale Umweltauswirkungen keine Rammschallemission komplett rückbau- und recyclebar Anstriche entfallen weitestgehend komplette Vormontage an Land einschließlich WEA Wassertiefen bis 55 m Bis ca. 10 MW Life Cycle Design: keine Korrosion Wartungsarm verlängerte Lebensdauer über 25 Jahre möglich Kollisionsfreundlich BEISPIEL STRABAG

15 INSTALLATIONS Installationsprozess

16 INSTALLATIONS Baugrundvorbereitung Baugrunduntersuchung Baugrubenaushub Herstellung Planum Aushubmenge: ca m³ m³ für Baugrubentiefen von ca. 3 m ca m³ m³ für Baugrubentiefen von ca. 6 m

17 INSTALLATIONS Transport Fundament mit WEA Übernahme an der Onshore-Produktionsstätte Transportfahrt zum Installationsstandort Positionierung über der Baugrube

18 INSTALLATIONS: ABSETZEN DES FUNDAMENTES

19 INSTALLATIONS Fundamentsicherung Einbau des Kolkschutzes Einbau des Ballastmaterials Ggf. Verfüllung der Baugrube

20 SCHALL Schallemission EMSIISION

21 SCHALL Theoretische Schallemissionsuntersuchung GL 2010 Ergebnisse Hauptschallquelle ist das Installationsschiff während der dynamischen Positionierung beim Absetzvorgang Die überschlägige konservative Schallemissionsprognose für einen Abstand von 750m vom Installationsstandort ergibt einen maximalen Pegel von 155 db < 160 db Grenzwert EMSIISION

22 SCHALL Hydroschallmessung am Hopperbagger durch ISD 2010 Ergebnisse Messungen Hydroschall während des Dredgevorganges in 375m 750m und 1500 m Entfernung Messwerte in 750 m max 150 db < 160 db Grenzwert EMSIISION

23 SCHALL Hydroschallmessung Hopperbagger aus der Literatur Messung in 599 m Entfernung Messwerte aus Defra 2003 EMSIISION

24 - Zusammenfassung Ausblick

25 - Schwerkraftfundamente sind für die Gründung von Offshore- Windenergieanlagen bis in Wassertiefen von ca. 50 m geeignet. Besondere Vorteile werden durch eine komplette Onshore-Vorinstallation der Windturbine auf dem Fundament erzielt. Schwerkraftfundamente bieten eine technische und wirtschaftliche Alternative zu gerammten Gründungsstrukturen

26 - MW 10 5 Monopiles Gravity bases, Jackets Tripod Floating foundations Wassertiefe in m

27 - Eine Vielzahl von Untersuchungen zum Design des STRABAG-Schwerkraftfundamentes wurden bereits erfolgreich durchgeführt. Vorstufe Basic Design Wellenkanalversuche Modelltest Kolkschutz Testfundament M 1:1

28 - Serienproduktionsstädte für Schwerkraftfundamente ist am Standort Cuxhaven geplant

29 - Erfolgsvoraussetzungen für das Schwerkraftprinzip Gesicherte Einsatzperspektive für hoch spezialisierte Produktions- und Installationstechnik!

30 STRABAG OFFSHORE WIND IS READY TO GO Vielen Dank! STRABAG OFFSHORE WIND GMBH Holger Wahrmund