Analyse der Prüfanforderungen während der Betriebsphase von Offshore-Windparks in Deutschland und Entwicklung eines Handlungskonzeptes gemäß technischer Anforderungen

Abstract

Die vorliegende Ausarbeitung bildet den Abschluss des Bachelorstudiums Umwelttechnik an der HAW Hamburg und behandelt die Prüfanforderungen der Betriebsphase von Offshore-Windparks in Deutschland. Ziel dieser Abschlussarbeit ist es, die Prüfanforderungen für eine Windenergieanlage (Rotor-Gondel-Baugruppe und Tragstruktur), das Fundament und die Seekabel zusammenzutragen und zu analysieren. Die erarbeiteten Prüfanforderungen werden anschließend in einem Windparkhandlungskonzept zusammengeführt und auf einen theoretischen Offshore-Windpark angewendet. Um das genannte Ziel dieser Abschlussarbeit zu erreichen, werden zu Beginn die relevanten Konformitätsanforderungen aus dem BSH (Bundesamt für Seeschifffahrt und Hydrographie) Standard Konstruktion herausgearbeitet. Die Prüfanforderungen werden durch Erklärungen und Schlussfolgerungen aus dem BSH Standard für Baugrunderkundung und weiterer, wissenschaftlicher Literatur ergänzt. Die Zertifizierungsanforderungen während der Betriebsphase setzen sich aus wiederkehrenden Prüfungen und ereignisgesteuerten Prüfungen für die verschiedenen Bestandteile (in dieser Abschlussarbeit die verschiedenen Bestandteile einer Windenergieanlage, die Fundamente und die Seekabel) in einem Offshore-Windpark zusammen. Die wiederkehrenden und ereignisgesteuerten Prüfungen werden im Anschluss zu Handlungskonzepten für einen ordnungsgemäßen und einen unvorhergesehenen Betrieb zusammengefügt. In Ergänzung zu dem unvorhergesehenen Betrieb wird eine Tabelle erstellt, aus der hervorgeht, für welche Bauelemente einer Windenergieanlage bei einem Komponententausch das BSH Dokument Nr. 251 erstellt werden muss. In diesem Zusammenhang soll außerdem dargestellt werden, wie häufig die einzelnen Komponenten einer Windenergieanlage ausfallen und ausgewechselt werden müssen. Es wird eine Übersicht über die jährlich beim BSH einzureichenden Dokumente gegeben. Für einen theoretischen Beispielwindpark wird ein Handlungskonzept für den ordnungsgemäßen und den unvorhergesehenen Betrieb entwickelt. Der ordnungsgemäße Betrieb zeigt, welche wiederkehrenden Prüfungen in welchen Betriebsjahren durchgeführt werden. Dafür werden die verschiedenen Inspektionen und Prüfungen in thematisch und örtlich zusammenhängende Kampagnen zusammengefasst. Der unvorhergesehene Betrieb berücksichtigt neben den wiederkehrenden Prüfungen Komponententausche. Aufgrund von fehlenden Daten zum Zeitpunkt der Erstellung der Abschlussarbeit kann der Alterungsprozess des Windparks in den Handlungskonzepten nicht dargestellt werden. Der zeitliche Umfang der einzelnen Prüfungen wird eingeschätzt. Die entwickelten Windparkhandlungskonzepte bilden eine solide theoretische Grundlage. In einem realen Offshore-Windpark in der ausschließlichen Wirtschaftszone in Deutschland sollten die Konzepte getestet und daraufhin erweitert und an die realen Bedingungen angepasst werden. Dazu zählen die Anzahl der Komponententausche, mögliche bisher unberücksichtigte Handlungsempfehlungen und die Angaben, für welche Komponenten der Windenergieanlage ein Dokument Nr. 251 im Fall eines Austauschs von dem BSH gefordert wird.