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Entwicklung und Optimierung des Mooringsystems für ein modulares Wellenkraftwerk

Supervisor:Jun.-Prof. Dr.-Ing. Arndt Hildebrandt
Researcher:M.Sc. Jannik Meyer
Duration:01.08.2018-31.07.2019
Bild Entwicklung und Optimierung des Mooringsystems für ein modulares Wellenkraftwerk

Die Energiegewinnung aus Meereswellen spielt im Vergleich mit anderen erneuerbaren Energien wie Solar- oder der Windenergie trotz ihres großen Potentials bisher nur eine kleine Rolle. Obwohl schon verschiedene Prototypen an unterschiedlichen Offshore-Positionen installiert wurden, wie z.B. der Wave Dragon vor der dänischen Küste und Pelamis vor der schottischen und portugiesischen Küste, existiert noch kein marktreifes und dauerhaft robustes Konzept, das die unstetige Wellenenergie in netzkonformen Strom umwandeln kann. Das Start-Up SINN Power wird vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (BMWi) im Rahmen des 6. Energieforschungsprogramms der Bundesregierung bei der Entwicklung eines modularen Offshore-Kraftwerks zur Erzeugung von Strom aus Wellenenergie gefördert.

Um die Positionierung des Kraftwerks unter Belastung durch Wellen und Strömungen zu sichern, wird es mit einem Mooring-System am Meeresboden verankert. Verschiedene Varianten eines Mooring-Systems mit Elementen wie Ketten, elastischen Seilen und Bojen werden vom Ludwig-Franzius-Institut für Wasserbau, Ästuar- und Küsteningenieurwesen zunächst mit analytischen Methoden entwickelt und daraufhin mittels numerischer Simulationen (z.B. CFD, Potentialtheorie) genauer untersucht. Die Randbedingungen der Umwelteinflüsse (Einwirkungsrichtungen und Wiederkehrintervalle von Wellen, Wind und Strömungen) werden unter Berücksichtigung der gültigen Richtlinien und Regelwerke (z.B. DNV GL-OS-E301: POSMOOR) festgelegt. Zur Auswahl des optimierten Systems werden physikalische Modellversuche im 3D-Wellenbecken in Marienwerder durchgeführt. Dort wird das skalierte Modell simultan mit Wellen und Strömungen belastet, sodass diverse Lastkombinationen überprüft werden. Die 6-DOF-Bewegungen des Kraftwerks und die Kräfte im Mooring-System werden gemessen und analysiert, sodass abschließend eine optimierte Lösung zur Verankerung des Wellenkraftwerks für potentielle Einsatzstandorte ermittelt werden kann.

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