Kolkschutzmatten Fester Stand für Offshore-Windkraftanlagen

Mit elastischen Matten aus Gummi sichert Contitech dauerhaft die Standfestigkeit von Windkraftanlagen auf offener See. Das Kolkschutzsystem CONTI SCOUR PROTECT verhindert das Ausspülen des Fundaments, das durch Wellenbewegungen und Meeresströmungen hervorgerufen wird.

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Strom aus Windkraftanlagen soll einen wichtigen Beitrag zur künftigen Energie- und Klimapolitik Deutschlands und des übrigen Europas leisten. Da an Land der Platz für neue Windräder knapper geworden ist und hohe Windgeschwindigkeiten auf dem Meer enorme Energiepotenziale bergen, entstehen immer mehr Windparks auf offener See. Diese Anlagen müssen dabei den rauen Bedingungen dauerhaft und sicher standhalten. Zentrale Herausforderung ist der feste Stand der Pfeiler, der durch sogenannte Kolkbildung erheblich gefährdet ist, das heißt durch Frei- bzw. Ausspülungen rund um das Fundament durch Wellenbewegungen und Meeresströmungen. Bislang fehlte es hierfür an dauerhaft wirksamen Lösungen.

CONTI SCOUR PROTECT, das neue Kolkschutzsystem von Contitech schließt diese Lücke. Die dünnen, aus Naturkautschuk hergestellten Gummimatten passen sich perfekt dem Verlauf des Meeresbodens an und nehmen dank ihrer elastischen Eigenschaften die Energie der Wellen und Wirbel auf und verhindern, dass der Sand um die Anlage fortgespült wird. Die salzwasserbeständigen und wartungsfreien Kolkschutzmatten sorgen so für einen kostengünstigen und dauerhaft sicheren Stand von Offshore-Windkraftanlagen.

"Die technischen Rahmenbedingungen, die Umweltbedingungen und die Sicherheitsanforderungen an Windkraftanlagen auf offener See sind deutlich komplexer als bei Anlagen an Land. Größtes Problem sind die Vertiefungen am Meeresgrund, die durch Strömungen und Wellen entstehen und die Stabilität der Fundamente gefährden können“, sagt Michael Möschen, Entwicklungsingenieur und Projektleiter bei der Contitech Conveyor Belt Group.

Die Anlagen müssen aus Wirtschaftlichkeitsgründen im rauen Offshore-Betrieb möglichst wartungsfrei laufen und auch Extremereignisse wie tagelange Stürme mit tausenden von Wellenbewegungen aushalten. Aufwändige Gründungsstrukturen in Wassertiefen von zehn bis 60 m sind ein erheblicher Kostenfaktor gegenüber Anlagen an Land. „Die bisherigen Schutzmaßnahmen, so zeigen zahlreiche wissenschaftliche Versuche, schützen die Pfeiler der Anlage nur unzureichend und vor allem nicht dauerhaft vor Verkolkung. Eine Kolkbildung hat jedoch immer direkten Einfluss auf die Standfestigkeit einer Anlage“, erklärt Möschen weiter.

Bisherige Kolkschutzverfahren stellen keine optimale Lösung dar

Im Einsatz sind bislang vor allem drei technische Verfahren: So werden entweder bis zu 2.000 t Steine um die als Piles bezeichneten Pfeiler aufgeschichtet. Diese Steine jedoch erzeugen selbst wieder unerwünschte Strömungen und beschleunigen die Kolkbildung häufig sogar. Auch mit Sand gefüllte Säcke, so genannte Geotextil-Container, sind keine optimale Lösung, da sie recht hoch über dem Meeresgrund aufragen und ebenfalls zusätzliche Strömungen erzeugen können.

Bei beiden Verfahren versinken Steine und Container im Laufe der Zeit, sodass sie immer wieder neu eingebracht werden müssen. Zudem sind eine ortsgenaue Einbringung ab bestimmten Wassertiefen und ein Rückbau nicht möglich. Durch den Abbau der Steine oder Sandfüllungen wird außerdem in die Natur eingegriffen – Langezeiteffekte sind derzeit in den Abbaugebieten noch unbekannt.

Eine dritte, häufig angewandte Möglichkeit besteht deshalb darin, auf Kolkschutz zu verzichten und zu hoffen, dass die sich bildende Verkolkung eine gewisse Tiefe nicht überschreitet. Dafür muss das Fundament eines Anlagenpfeilers jedoch tiefer in den Meeresboden gesetzt werden, was höhere Baukosten verursacht.

Die elastischen Matten aus Gummi sind dagegen eine kostengünstige, dauerhafte und hochwirksame Kolkschutzmaßnahme. Die Conveyor Belt Group, Förderbandspezialist aus dem Hause Contitech, setzt dabei ihre jahrzehntelangen Materialerfahrungen und ihr Wissen über die extremen Anforderungen an Förderbänder für ein neues Anwendungsgebiet ein. „Unser Prinzip ist denkbar einfach und zugleich effizient. Die Konstruktion basiert auf 12 bis 15 Millimeter dünnen Gummimatten mit einem Außendurchmesser von 11 bis 52 Metern, die an den Enden mit Gewichten von 100 bis 200 Kilogramm pro Meter beschwert sind. Eine profilierte Oberfläche dient der Sandanlagerung“, so Michael Möschen.

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