EnviSim4Mare

EnviSim4Mare – Verbundprojekt: EnviSim4Mare – Testbettentwicklung und Untersuchung des Einflusses marinen Bewuchses auf Tragstrukturen von Offshore Windenergieanlagen; Vorhaben: Experimentelle Untersuchungen des marinen Bewuchses an Testkörpern

Die Ziele des “EnviSim4Mare”-Projektes sind u.a. die Entwicklung einer Wachstumsüberwachung von marinen Invertebraten auf Testkörpern inklusive der taxonomischen Bestimmung der Arten-gemeinschaften und der Dokumentation ihrer Sukzession und Dominanzen zur Feststellung ihrer Oberflächenrauigkeit.

Im Rahmen dieses Projektes wurden daher Testkörper an verschiedenen Studienorten ausgebracht.

Bei diesen Testkörpern handelt es sich einerseits um größere Edelstahlrohre und -platten (>100 cm), welche die Oberflächen von Windparkelementen (Jacket-Struktur Windturbine) widerspiegeln und für spätere Untersuchungen (Messreihen) im Salzwasser-Strömungskanal genutzt werden sollen. Für die erwähnten biologischen Untersuchungen (Dokumentation der Sukzession) werden kleine Edelstahlplatten (< 20 cm) eingesetzt.  

Zu verwendeten Trägerstrukturen der Testkörper zählen zwei in Nordergründe ausgelegte Spierentonnen (nordöstlich Windpark Nordergründe, Nähe Alte Weser), eine Materialteststation der Universität Stuttgart (Westmole Helgoland) als auch eine hierfür vom AWI entwickelte Stahlkonstruktion (Nordost-Hafen, Helgoland). Des Weiteren wurden kleine Verankerungen mit Testkörpern (Stahlplatten) im Süd-Hafen Helgolands ausgebracht, als auch Trägerkonstruktionen mit Edelstahlrohren an Pontons (Kooperation mit HES-International, Wilhelmshaven) in der Aussenjade befestigt. Im Jahr 2023 werden an diesen Pontons auch kleine Edelstahlplatten für das biologische Monitoring installiert.

Die Vielzahl der Studienorte soll einerseits gewährleisten, ausreichend Testkörper für die Messungen im Strömungskanal zu erhalten. Zum anderen ermöglicht dies die Untersuchung verschiedener Biofoulinggemeinschaften, da in den gewählten Studienorten die lokalen unterschiedlichen Umweltbedingungen (u.a. Strömungsverhältnisse) voraussichtlich zu verschieden zusammen-gesetzten Aufwuchsgemeinschaften führen.

Während bei Nordergründe geringe Tiefen mit einer klaren Durchmischung des Wassers (keine Zonierung durch Tidenströmung) vorliegen, wird das Tiefenprofil auf Helgoland berücksichtigt. Hierbei werden die Gezeitenzone (Eulitoral) und die Zone unterhalb (Sublitoral) verglichen, da vorhergehende Studien darauf hinweisen, dass tiefenabhängige Lichtverhältnisse und andere abiotische Parameter (z.B. Wellengang, Austrocknung, Regenfall) den Bewuchs beeinflussen können. Dies soll über regelmäßige Probennahmen an den unterschiedlichen Standorten untersucht werden. Für diese biologischen Untersuchungen der Sukzession werden monatlich Edelstahlplatten entnommen und im Labor nach den oben genannten Kriterien (taxonomisch, Feststellung der Bedeckung, Abundanz, Feuchtgewicht) ausgewertet.

Generell ist ein wichtiger Bestandteil des Projektes die Entwicklung der Trägergestelle und Testkörper für die Nutzung in geschützten Gebieten, z.B. an der Hafenmauer, als auch für Studien im Freiwasser, welches auch die hierfür notwendigen Verankerungen (inkl. Markierungstonnen) beinhaltet. Diese Entwicklungen sollen als mögliche Vorlage für Untersuchungen in anderen Gebieten oder in Studien mit anderen Untersuchungsschwerpunkten dienen.

Neben dem Salzwasserströmungskanal wird innerhalb des Projektes, unter Hinzuziehung der Expertise am AWI (Zenter für Aquakulturforschung), auch ein geschlossenes Kreislaufsystem (Recirculating Aquaculture System (RAS)) am Leichtweiss-Institut für Wasserbau (LWI) (Braunschweig) entwickelt und installiert. Dies soll die Hälterung der Aufwuchsgemeinschaften auf den Testkörpern unter natürlichen Strömungsverhältnissen im Labor ermöglichen. Die Planung sieht vor, dass im Verlauf des Projektes die größeren Testkörper (Stahlrohe, -platten) ein bis zweimal jährlich entnommen, um in dem neu gebauten Salzwasser-Strömungskanal eingesetzt zu werden, und Kraftbeiwerte zu ermitteln. Dieser Ansatz soll Hinweise auf, die durch den Bewuchs veränderten Wellen- und Strömungslasten auf die eingebrachten künstlichen Strukturen geben. Diese Daten sollen u.a. dem Erneuerbare-Energien-Sektor Hinweise für bauliche Verbesserungen und die Lebenserwartung von künstlichen Strukturen in der marinen Umwelt liefern.

Dieses Projekt wird durch das Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz (BMWi) finanziert (Förderkennzeichen: 03SX495B) und die Verwaltung der Zuwendungen werden durch den Projektträger (Forschungszentrum Jülich GmbH, Fachbereich Maritime Technologien) selbständig vorgenommen.

 

Projekt Steckbrief

 

Projektname

EnviSim4Mare

Projektdauer

36 (54) Monate (Aufstockung um 18 Monate ab Dez. 2022)

Projektebene

national

Projektpartner

4

Stakeholder

Forschung, Industrie, Ministerien, Behörden

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