Messdatenbasierte Empfehlungen von Wind- und Wellenparametern für die Auslegung von Offshore-Windenergieanlagen

Mit der Forschungsplattform FINO 1 in der Nordsee werden seit 2003 Daten über Wind und Seegang für den Standort des ersten deutschen Offshore-Windparks alpha ventus gesammelt. An weiteren Standorten in Nord- und Ostsee wurden seither mehrere Forschungsstationen mit ähnlicher Zielstellung installiert. Damit liegen langjährige Datenbanken über maßgebende Einflussgrößen im Offshore-Bereich vor, die im Rahmen eines Verbundforschungsvorhabens gezielt wissenschaftlich ausgewertet werden. Windlasten werden auch für die Offshore-Standorte normenkonform nach validierten Windlastmodellen bestimmt. Der Seegang hingegen wird zumeist rechnergestützt simuliert und die maßgebenden Parameter wie Wellenhöhe, -periode sowie Wellen- und Strömungsrichtung somit abgeschätzt. Mit den Messstationen in Nord- und Ostsee ist es möglich, Einwirkungsparameter aus Wind und Seegang messdatenbasiert zu analysieren. In diesem Beitrag werden die Herangehensweise und die verwendete Methodik der durchgeführten Analysen getrennt für den Wind und den Seegang beschrieben. Die nach der Auswertung verfügbaren Ergebnisse werden mit den nach nationalen und internationalen Regelwerken anzusetzenden Größen qualitativ und quantitativ verglichen und daraus Empfehlungen für die praktische Umsetzung abgeleitet.

Measurement based recommendations of wind and wave parameters for the design of offshore wind turbines
At the research platform FINO 1 near the first German offshore wind farm alpha ventus wind and wave data are collected since 2003. With a similar objective several research platforms have been installed at other locations in the North and Baltic Sea. Based on the extensive measurements at these platforms a long-term database of significant parameters was created. These parameters are scientifically analyzed in a joint research project. Currently, wind loads at offshore locations are determined according to predefined wind load models from standards. However, sea state usually is simulated by computer and significant parameters such as wave height, wave period as well as the direction of wave and sea current are estimated. But now, based on this pool of data it is possible to analyze the load parameters from wind and sea state more reliable. Within this paper the approach and methodology of these analyzes are described separately for wind and sea state. The outcomes are compared qualitatively and quantitatively with equivalent parameters in standards and recommendations for the practical implementation are given.