600-Tonnen-Gondeln, 115-Meter-Rotorblätter – installiert von einem Deck aus, das nicht stillhält.
Seegangskompensation für Offshore-Wind
Herausforderungen bei der Installation von Windturbinen
Offshore-Windturbinen werden mit Jack-up-Vessels, Schwerlast-Kranschiffen oder Halbtaucherplattformen installiert. Da die Turbinengrößen über 15 MW hinauswachsen – mit Gondeln von über 600 Tonnen Gewicht und Rotorblättern von mehr als 115 m Länge – reagieren die Hebevorgänge zunehmend empfindlich auf wellenbedingte Bewegungen.
Praktische Anwendung: Für die praktische Anwendung dieses Themas siehe POLARIS-Kran-Stoßdämpfer und maßgeschneiderte Schwerlast-Hebezeuge.
Wichtige Installationsphasen, in denen Seegangskompensation entscheidend ist:
- Monopile-/Jacket-Platzierung – Absenken eines 1000+ Tonnen schweren Fundaments durch die Spritzwasserzone auf den Meeresboden
- Übergangsstück-Installation – Vergießen oder Verschrauben des TP mit dem Monopile erfordert präzise vertikale Positionierung
- Turmsegment-Hebungen – Das Stapeln von Turmsegmenten in der Höhe verstärkt die Schiffsbewegungen
- Gondel- und Rotorblattinstallation – die höchsten Hebevorgänge mit den engsten Toleranzen
Herkömmliche Jack-up-Vessels schalten die Hubbewegung aus, indem sie auf dem Meeresboden stehen, sind dabei aber langsam beim Umsetzen und durch die Wassertiefe begrenzt. Schwimmende Installationsschiffe bieten schnellere Zykluszeiten, müssen jedoch bei jedem Hebevorgang wellenbedingte Bewegungen bewältigen.
| Installationsphase | Hebevorgang | Bewegungsherausforderung |
|---|---|---|
| Monopile / Jacket | 1 000+ t | Fundament durch die Spritzwasserzone auf den Meeresboden |
| Übergangsstück | Vergossen oder verschraubt auf dem Monopile | Präzise vertikale Positionierung |
| Turmsegmente | In der Höhe gestapelt | Höhe verstärkt Schiffsbewegung |
| Gondel & Rotorblätter | 600+ t Gondeln · 115+ m Rotorblätter | Die höchsten Hebevorgänge, die engsten Toleranzen |
Lösungen zur Bewegungskompensation für die Windenergie
Bei der Installation von Offshore-Windturbinen kommen verschiedene Ansätze der Bewegungskompensation zum Einsatz:
- Aktive Seegangskompensation (AHC) – Kranwinden mit Echtzeit-Bewegungserfassung und hydraulischem/elektrischem Antrieb. Eingesetzt auf großen Kranschiffen für Schwerlasthebungen. Erreicht >95% Kompensation, erfordert jedoch erhebliche Leistung und Regelungskomplexität.
- Passive Seegangskompensation (PHC) – Gasfeder-Systeme, die Hubbewegung ohne externe Energiezufuhr absorbieren. Geringere Kosten und einfacherer Betrieb. Geeignet für die Handhabung von Fundamenten und Subsea-Komponenten.
- Bewegungskompensierte Pfahlgreifer – spezialisierte Rahmen, die Monopiles oder Jackets stabil halten, während sich das Schiff im Seegang hebt und senkt. Eingesetzt auf spezialisierten Installationsschiffen.
- Stoßdämpfer – schützen vor Stoßlasten während der Pfahlabsenkung oder bei plötzlicher Lastübertragung.
Für die Installation von Monopiles und Übergangsstücken bietet ein passiver Kompensator wie RIGEL oder ein adaptives System wie ANTARES eine kosteneffiziente Möglichkeit, das Wetterfenster zu erweitern – ohne die Komplexität eines vollständigen AHC.
Für Arbeiten an Monopiles und Übergangsstücken erweitern RIGEL oder das adaptive ANTARES das Wetterfenster ohne die Komplexität eines vollständigen AHC; POLARIS deckt den Stoßfall bei der Pfahlabsenkung ab.
Marktausblick
Der Offshore-Windmarkt wächst rasant. Europa plant, bis 2050 300 GW an Offshore-Windkapazität zu installieren, und die asiatisch-pazifischen Märkte (China, Japan, Südkorea, Taiwan) wachsen rasch. Die Turbinengrößen steigen von 12 MW auf 20+ MW, was die Nachfrage nach größeren Kranen und besserer Bewegungskompensation antreibt.
Dieses Wachstum schafft Chancen für Seegangskompensationstechnik in mehreren Bereichen: schwimmende Installationsschiffe, die eine Kompensation am Kran benötigen, Crew-Transferschiffe mit bewegungskompensierten Gangways sowie Kabelverlegearbeiten, die Systeme mit konstanter Zugspannung erfordern. Mit dem Vordringen der Branche in tiefere Gewässer mit schwimmenden Fundamenten (Halbtaucher, Spar, TLP) wird der Bedarf an wirksamer Seegangskompensation bei Ausschlepp- und Anschlussarbeiten weiter zunehmen.
Seegangskompensation für Offshore-Wind — häufig gefragt
Warum benötigt die Windinstallation Seegangskompensation?
Welche Hebevorgänge sind am anspruchsvollsten?
Jack-up- oder schwimmendes Installationsschiff?
Welche Kompensationsansätze kommen zum Einsatz?
Und wenn die Branche auf schwimmende Fundamente umsteigt?
Mehr von Norwegian Dynamics
- Grundlagen der passiven Seegangskompensation — Gleichungen, Herleitung und der Wirkungsgradrechner.
- Aktive Seegangskompensation — Inline-AHC, MRU-Eingang, hydraulische Aktuierung und der Einsatzbereich von AHC.
- Spritzwasserzonen-Durchquerung — Die anspruchsvollste Phase jedes Subsea-Hubs.
Arbeiten Sie an einem Hebevorgang, der dies erfordert?
Fundamentinstallation, das Setzen von Monopiles und die TP-Montage haben jeweils ein unterschiedliches DAF-Profil. Nennen Sie uns die Kampagne, und wir kommen mit einer Kompensator-Auswahl auf Sie zurück.