Forschung

Auch wenn die zugrunde liegende Idee schon älter ist – die kommerzielle Nutzung von Offshore-Windenergie ist eine neue Technologie. Errichtung und Betrieb von Windparks, besonders wenn sie weitab vom Festland errichtet werden, sind alles andere als Routine und mit großen Herausforderungen verbunden. Auch mögliche Auswirkungen auf die Meeresumwelt sind zwar vielschichtig diskutiert und oft bereits bei Konstruktion und Bau berücksichtigt – praxistaugliche Erfahrungen und wissenschaftliche Belege gibt es bislang jedoch wenige.

Das „Testfeld“ alpha ventus leistet an dieser Stelle Pionierarbeit. Selten wurde ein Stück Hochsee so genau erforscht wie der Standort des Windparks 45 km vor Borkum. Schon 2003 wurde im Auftrag des Bundes die Forschungsplattform FINO1 an dieser Stelle errichtet. Von dort aus wurden und werden kontinuierlich Messungen der Winde und Wellen, der Stärke der Meeresströmungen und der Beschaffenheit des Meeresuntergrundes durchgeführt. Außerdem wird im Auftrag des Bundesumweltministeriums zu ökologischen Auswirkungen des Offshore-Windparks geforscht, unter anderem zum Vogelzug, Schweinswalvorkommen und zu Benthosgemeinschaften.

Am und im Windpark selbst fördert das Bundesumweltministerium unter dem Namen RAVE – research at alpha ventus – ein umfangreiches Spektrum verschiedener Forschungsprojekte und –aktivitäten. Rund 40 Forschungsinstitute, Unternehmen und Behörden sind an dieser Begleitforschung beteiligt, die durch das Fraunhofer-Institut für Windenergie und Energiesystemtechnik (IWES) koordiniert wird. Die Themengebiete sind:

Betrieb, Messtechnik und Koordination
Gründungs- und Tragstrukturen
Anlagentechnik und Monitoring
Netzintegration
Strömungen und Turbulenzen im Windpark
Ökologische Begleitforschung
Sicherheit und gesellschaftliche Akzeptanz

Rendering Anflug auf alpha ventus bei starkem Nebel mit Augmented Reality-Unterstützung für den Hubschrauber-Piloten, Copyright DLR AVES HELMA 2017 — DLR-Forschungssimulator AVES (Air Vehicle Simulator) simuliert maritime Einsätze mit Augmented Reality (AR) zur Unterstützung von Piloten durch AR Brillen. Copyright DLR AVES HELMA 2017 © Copyright DLR AVES HELMA 2017

Offshore-Flüge am Beispiel von alpha ventus nachgestellt - Projekt HELMA

In dem Projekt HELMA untersucht das Deutsche Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) systematisch Offshore-Flüge des Bundespolizei-Flugdienstes und bewertet den Nutzen von „Augmented Reality (AR)“-Sichtsystemen zur Steigerung der Einsatzverfügbarkeit und Sicherheit bei schlechten Sichtbedingungen. Der Bundespolizei-Flugdienst führt insbesondere Überwachungs- und Transportleistungen im Rahmen der klassischen Küstenwachaufgaben wie Grenzschutz, Umweltschutz, Schifffahrtspolizei und Fischereischutz durch und unterstützt das Havariekommando bei der Schiffsbrandbekämpfung und der Verletztenversorgung auf See. Um die Effektivität einer solchen Technologie zu prüfen, wechseln die Piloten der Bundespolizei von ihrem Hubschrauber in den DLR-Forschungssimulator AVES (Air Vehicle Simulator), um dort simulierte maritime Einsätze mit Unterstützung der AR-Brille zu bestehen. Die Simulationsumgebung muss es dabei ermöglichen, ein Einsatzszenario bei variablen Sichtbedingungen fliegen zu können. Besonderer Wert wird deshalb auf die visuellen und dynamischen Besonderheiten von Offshore-Flügen gelegt. Das vorhandene Offshore-Szenario im Forschungssimulator stellt den Windpark alpha ventus detailgetreu nach. Dieses Szenario ist die Grundlage für HELMA und wurde um realistische visuelle Effekte wie Seenebel, lokale Wettereffekte, Niederschlag sowie Turbulenzen erweitert.

Wo finde ich Daten und Informationen für meine Forschungsarbeit?

Viele Informationen rund um alpha ventus finden sich in unserer Broschüre und im Presse-Factsheet, die sie auf dieser Website herunterladen können. Betriebsdaten können wir leider nicht zur Verfügung stellen. Die vom Bundesumweltministerium initiierte Begleitforschung erhebt verschiedene Messdaten im Windpark. Bitte wenden Sie sich mit Ihren Anfrageh an die Koordinationsstelle im Fraunhofer IWES.

Die Ergebnisse der Begleitforschung sind hier zusammengefasst:

Zur RAVE-Webseite

Welchen Einfluss hat der Windpark auf die Tierwelt?

Dass der Bau eines Windparks, vor allem die Verankerung der Anlagen am Meeresgrund und die Verlegung der Seekabel, einen Eingriff in die Meeresumwelt darstellt, ist unstrittig. alpha ventus liegt jedoch außerhalb des Nationalparks Wattenmeer in einer naturschutzfachlich unbedenklichen Meeresumgebung.

Das durch den Nationalpark verlaufende Seekabel wurde unter hohen Umweltauflagen außerhalb der Brut- und Rastperiode der Seevögel verlegt. Und was den so genannten "Vogelschlag", also mögliche Zusammenstöße von Vögeln mit den Rotorblättern der Windräder betrifft, konnten dänische Forscher vorläufig Entwarnung geben: Ihre Studien an Offshore-Windparks in Dänemark zeigten, dass Seevögel die Hindernisse sehr wohl erkennen und selbst in der Nacht unbeschadet durch die Reihen großer Windparks fliegen.

Andere Einflüsse sind eine mögliche "Scheuchwirkung" für Meereslebewesen, hervorgerufen durch Schattenwurf der drehenden Rotoren, Vibrationen und Geräusche. Außerdem muss in der Bauphase mit einem erhöhten Trübungsgrad des Meerwassers gerechnet werden, wenn durch das Einrammen der Gründungen in den Untergrund Sedimente aufgewühlt werden. Diese können durch ein späteres Absacken Lebensräume von Kleinstlebewesen in Mitleidenschaft ziehen.

Das BMU fördert seit 2002 Errichtung und Unterhalt von drei Forschungsplattformen in Nord- und Ostsee, darunter FINO 1 in unmittelbarer Nähe zu alpha ventus. Die Plattformen dienen u.a. der wissenschaftlichen Untersuchung möglicher Auswirkungen von Offshore-Windenergieanlagen auf Meeressäuger, Seevögel, den Vogelzug, auf die Tierwelt des Meeresbodens sowie auf Fische. Das Bundesamt für Seeschifffahrt und Hydrographie (BSH) informiert laufend über die Ergebnisse.

Außerdem fördert das Bundesumweltministerium im Rahmen der Initiative „RAVE – Research at alpha ventus“ zahlreiche Forschungsprojekte rund um alpha ventus, z.B. um zu erkunden, welche Auswirkungen ein Meereswindpark auf die Umwelt und die Tierwelt haben kann. RAVE umfasst wissenschaftliche Aktivitäten der Anlagenhersteller und einer Vielzahl von Forschungsinstituten. Insgesamt stellt das BMUB für die Erforschung und Weiterentwicklung der Windenergienutzung auf See rund 50 Mio. Euro zur Verfügung.

Forschungsergebnisse in Buchform: Ecological research at the alpha ventus offshore test site (2014)

Wie ist die CO2-Bilanz von alpha ventus?

Schon nach weniger als einem Jahr hat alpha ventus mit seinem Strom so viel Energie erzeugt, wie an Öl, Kohle und Gas verwendet wurde, um ihn aufzubauen und in seiner gesamten Lebensphase zu betreiben. Zu diesem Ergebnis kommt eine Studie des Lehrstuhl „Energiesysteme und Energiewirtschaft“ der Ruhr-Universität Bochum.

Prof. Dr.-Ing. Hermann-Josef Wagner
Die Ökobilanz des Offshore-Windparks alpha ventus
Reihe „Energie und Nachhaltigkeit“,
Band 3.;
Lit-Verlag, Berlin 2010,
19,90 Euro
ISBN: 978-3-643-10927-9

Wie lange kann alpha ventus am Netz bleiben?

Die Genehmigung sieht für alpha ventus einen Rückbau nach 20 Jahren vor. Dabei wird in der Regel das Betonfundament durch den Betreiber entsorgt, die Anlagen durch den jeweiligen Hersteller entsorgt bzw. recycelt.

Gibt es öffentlich zugängliche Messdaten aus dem laufenden Betrieb?

Bitte haben Sie Verständnis dafür, dass Betriebsdaten nicht von der DOTI zur Verfügung gestellt werden können; auch nicht für Forschungsprojekte.

Das BMU hat – in Projektträgerschaft des PTJ – eine Begleitforschung zu alpha ventus initiiert, u. a. um eine Datenerfassungen und -auswertung zu ermöglichen. Die Koordination liegt mittlerweile beim Fraunhofer Institut für Windenergie und Energiesysteme IWES (Bremerhaven). Bitte wenden Sie sich mit Ihren Anfragen an die Koordinationsstelle im Fraunhofer IWES.