Zwischen Naturschutz und Energiewende: Herausforderung Schallschutz beim Bau von Offshore-Windparks, Berlin 25.-26.9.2012 Schallminimierung beim Bau von Offshore- Windparks Dipl. Biol. Sven Koschinski, Nehmten Dipl. Biol. Karin Lüdemann, Hamburg Menck GmbH Kaltenkirchen 1. Einführung 2. Schallminderungsverfahren bei Impulsrammungen 3. Alternative Gründungsvarianten 4. Fazit und Ausblick Gefördert vom
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SchallminimierungbeimBauvon Offshore- Windparks · Thornton Bank) Vattenfall2008 (Lillgrund) SchallminimierungbeimBauvon Offshore Windparks 3. Alternative Gründungsvarianten. Zwischen
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Zwischen Naturschutz und Energiewende: Herausforderung Schallschutz beim Bau von Offshore-Windparks, Berlin 25.-26.9.2012
Schallminimierung beim Bau von Offshore-
Windparks
Dipl. Biol. Sven Koschinski, Nehmten
Dipl. Biol. Karin Lüdemann, Hamburg
Menck GmbH Kaltenkirchen
1. Einführung
2. Schallminderungsverfahren bei
Impulsrammungen
3. Alternative Gründungsvarianten
4. Fazit und Ausblick
Gefördert vom
Zwischen Naturschutz und Energiewende: Herausforderung Schallschutz beim Bau von Offshore-Windparks, Berlin 25.-26.9.2012
Warum ist Schallminimierung nötig?
25.000 MW bis 2030
Installation derzeit fast ausschließlich
durch Impulsrammverfahren
Schallminimierung beim Bau von Offshore Windparks
1. Einführung
Sehr hohe Schallpegel (Quellpegel > 200dB)
Hauptenergieim Frequenzbereich100 -400 Hz
Verletzungspotential für MeerestiereTödliche oder lebensgefährlicheVerletzung nahe der SchallquelleGehörschwellenverschiebung (TTS, PTS)Addition multipler Schallimpulse zuschädlicher DosisMaskierung, Störung, Stress (bislangwenig diskutiert)
Vergrämung reicht nicht aus!Lärmschutzwert des Umweltbundesamtes UBA160 dB (SEL)
190 dB (peak-peak)in 750 m Entfernung
Alpha ventus: 174 dB (SEL)bis 12.000 Schläge pro Pfahl
Zwischen Naturschutz und Energiewende: Herausforderung Schallschutz beim Bau von Offshore-Windparks, Berlin 25.-26.9.2012
• Von mehreren Anbietern unter Offshore-Bedingungen erprobt
• Forschungsplatttform FINO 3: Schallminderung um12 dB (SEL) / 14 dB (peak) größte Dämpfung beica. 2 kHz
• Trianel Windpark Borkum: Schallminderung um 11-15 dB (SEL) und 8-13 dB (peak). BBC an 31 von 40 Fundamenten erfolgreich (in 6 Fällenerfolgreich verlegt, aber Anschluß an Druckluftgescheitert)
Zwischen Naturschutz und Energiewende: Herausforderung Schallschutz beim Bau von Offshore-Windparks, Berlin 25.-26.9.2012
• Tragrohr als Kofferdam ausgeführt, Entwässerung durch Druckluft
• Rammung erfolgt nur oberhalb derWasseroberfläche
• Höherer Materialbedarf, daKofferdämme Bestandteil derGründungsstruktur sind und bis überdie Wasseroberfläche reichen
• Konzeptstadium, bisher keineSchallmessungen
Pfahl-in-Pfahl Rammung (Pile-in-Pipe Piling)
Overdick GmbH & Co. KG, Hamburg
Schallminimierung beim Bau von Offshore Windparks
2. Schallminderungsverfahren
bei Impulsrammungen
Zwischen Naturschutz und Energiewende: Herausforderung Schallschutz beim Bau von Offshore-Windparks, Berlin 25.-26.9.2012
• Beruht auf dem selben Prinzip wieder Blasenschleier, elastische Ballonserlauben definierte Anordnung und Größe
->Vortrag Karl-Heinz Elmer
Hydroschalldämpfer (HSD)
Betke 2008
Elmer et al. 2011
Schallminimierung beim Bau von Offshore Windparks
2. Schallminderungsverfahren
bei Impulsrammungen
Zwischen Naturschutz und Energiewende: Herausforderung Schallschutz beim Bau von Offshore-Windparks, Berlin 25.-26.9.2012
• Nur in Kombination mitImpulsrammung
• Schallpegel gegenüberImpulsrammung um 15 - 20 dB reduziert
• Bei alpha ventus: GemessenerBreitband-Summenpegel von 142 dB in 750 m Entfernung
• Hochfrequente Obertöne
• Reduzierte Schlagzahl verringertAusdehnung der Wirkzonen und Einwirkzeit der nachfolgendenImpulsrammung für Meerestiere
Einrütteln mit Vibrationsrammen
ISD et al. 2007a (flexural oscillation of pile)
ITAP 2010 (alpha ventus)
Schallminimierung beim Bau von Offshore Windparks
3. Alternative Gründungsvarianten
Zwischen Naturschutz und Energiewende: Herausforderung Schallschutz beim Bau von Offshore-Windparks, Berlin 25.-26.9.2012
• Große sedimentgefüllte Betonblöcke, die durchEigengewicht im Boden verankert sind
� Stand der Technik bis etwa 20 m Wassertiefe (z.B. Nysted/DK, Lillgrund/S, Thornton Bank/B), fürgrößere Tiefen im Versuchsstadium
�Vortrag Holger Wahrmund
Schwergewichtsfundamente
Thomsen et al. 2007
(Nysted vs. Thornton Bank)
Vattenfall 2008 (Lillgrund)
Schallminimierung beim Bau von Offshore Windparks
3. Alternative Gründungsvarianten
Zwischen Naturschutz und Energiewende: Herausforderung Schallschutz beim Bau von Offshore-Windparks, Berlin 25.-26.9.2012
• Nach unten geöffneter Stahlcaisson wird mitSaugpumpen in den Meeresboden eingesogen
• Stand der Technik bei Öl- und Gasplattformen
• Für Windenergieanlagen im Versuchsstadium
-> Vortrag Ekkehard Overdick
Bucketfundamente
Overdick GmbH & Co.KGIbsen et al. 2005 (Frederikshavn)
Schallminimierung beim Bau von Offshore Windparks
3. Alternative Gründungsvarianten
SPT Offshore, Woerden, NL
Zwischen Naturschutz und Energiewende: Herausforderung Schallschutz beim Bau von Offshore-Windparks, Berlin 25.-26.9.2012
• Vertikalbohrung mit Tunnelbohrmaschinen
• Zwei verschiedene Konzepte: Vollschnittmaschine(Ballast Nedam) und Teilschnittmaschine(Herrenkecht & Hochtief Solutions)
• Im Versuchsstadium
-> Vortrag Christof Gipperich
-> beide Systeme mit Informationsständen vertreten
Gebohrte Fundamente
Van de Brug 2011
Gipperich (2011)
Schallminimierung beim Bau von Offshore Windparks
3. Alternative Gründungsvarianten
Ahrens & Wiegand (2009)
Zwischen Naturschutz und Energiewende: Herausforderung Schallschutz beim Bau von Offshore-Windparks, Berlin 25.-26.9.2012
• Unterschiedliche verankerte Schwimmkonstruktionen(SPAR Boje, ballaststabilisierteHalbtaucherkonstruktion, tension leg Plattform)
• Eine für geringe Wassertiefen optimierte Konstruktionist das GICON-SOF (schwimmendes Offshore Fundament)
� Stand der Technik bei Tiefsee-Öl- und Gasplattformen
�Pilotstadium bei WEA mit Full Scale Prototyp erreicht(HYWIND (N 2009), WindFloat (P 2011)) oder in Kürzeerreicht: GICON/IfAÖ planen mit finanziellen Unterstützung des Landes Mecklenburg-Vorpommern bis 2014 den Bau eines Funktionsmusters des GICON-SOF im Maßstab 1:1 in den Küstengewässen von Mecklenburg-Vorpommern
Schwimmfundamente
GICON GmbH, RostockSchallminimierung beim Bau von Offshore Windparks
3. Alternative Gründungsvarianten
Zwischen Naturschutz und Energiewende: Herausforderung Schallschutz beim Bau von Offshore-Windparks, Berlin 25.-26.9.2012
• Fortschrittliche Entwicklungen in der Schallschutztechnologie in den letztenJahren
• Bisherige Schallmessungen haben gezeigt, dass eine Schallminderung von 10 bis 20 dB (SEL, Breitband-Summenpegel) möglich ist; Stand der Technik: Großer Blasenschleier
• Schallminderungswerte können jedoch nicht garantiert werden
• Schallminderungsverfahren und alternative Gründungsverfahren sind noch in der (Weiter-)Entwicklung; Optimierungsmöglichkeiten vorhanden
• Die Einhaltung des Lärmschutzwertes ist in vielen Fällen technisch möglich.
• Es ist besser, Lärm zu vermeiden als ihn zu verringern, so dass alternativenGründungsmethoden eine besondere Bedeutung zukommt.
Schallminimierung beim Bau von Offshore Windparks
4. Fazit und Ausblick
Zwischen Naturschutz und Energiewende: Herausforderung Schallschutz beim Bau von Offshore-Windparks, Berlin 25.-26.9.2012