{"id":1890,"date":"2022-06-21T10:08:28","date_gmt":"2022-06-21T10:08:28","guid":{"rendered":"https:\/\/websites.fraunhofer.de\/iwes-blog\/?p=1890"},"modified":"2025-05-27T09:28:01","modified_gmt":"2025-05-27T09:28:01","slug":"wellen-boje-offshore-windenergie-windmessung-in-der-deutschen-bucht","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/websites.fraunhofer.de\/iwes-blog\/wellen-boje-offshore-windenergie-windmessung-in-der-deutschen-bucht\/jonas-schrempp","title":{"rendered":"Wellen, Boje, Offshore-Windenergie: Windmessung in der Deutschen Bucht"},"content":{"rendered":"\n

Autorin: M. Sc. Sarah Zwick<\/p>\n\n\n\n

In der Deutschen Bucht, \u00f6stlich des Windparks Bard Offshore 1, schwammen im letzten Jahr zeitweise Fraunhofer IWES Wind-Lidar-Bojen. Diese gelben Bojen in der Nordsee sorgen daf\u00fcr, dass umfassende Windmessdaten und meteorologische Messgr\u00f6\u00dfen pr\u00e4zise erfasst und ausgewertet werden k\u00f6nnen. Die Messergebnisse von Windverh\u00e4ltnissen, insbesondere Windgeschwindigkeit und -richtung, tragen zu einer effizienten, wirtschaftlichen Auslegung der zuk\u00fcnftigen Offshore-Windparks bei.<\/p>\n\n\n\n

\"Boje
Abbildung 1: Boje auf der Fl\u00e4che N-7.2 (\u00a9 Fraunhofer IWES\/Christian Tietjen)<\/em><\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n

Warum messen wir den Wind in der Deutschen Bucht?<\/h3>\n\n\n\n

Das Bundesamt f\u00fcr Seeschifffahrt und Hydrographie (BSH<\/a>) hat im Jahr 2019 die Fl\u00e4che N-7.2 f\u00fcr eine meteorologische Messung, im Rahmen der Voruntersuchungen, ausgeschrieben. Wir haben diesen Auftrag mit IWES Expert*innen f\u00fcr Windmessung und -charakterisierung durchgef\u00fchrt.<\/p>\n\n\n\n

W\u00e4hrend der 12-monatigen Voruntersuchungen im Rahme des Fl\u00e4chenentwicklungsplans (FEP<\/a>) haben wir die Windverh\u00e4ltnisse, insbesondere Windrichtung und Windgeschwindigkeit in der Deutschen Bucht gemessen. Zus\u00e4tzlich sollten weitere meteorologische Messgr\u00f6\u00dfen erfasst werden, wie bspw. Temperatur, Luftdruck und -feuchte. Die Ergebnisse unserer Messungen werden zus\u00e4tzlich durch einen unabh\u00e4ngigen Dritten \u00fcberpr\u00fcft und anschlie\u00dfend den m\u00f6glichen Betreibern der zuk\u00fcnftigen Windparks durch das BSH zur Verf\u00fcgung gestellt. Anhand der Messdaten k\u00f6nnen diese den zuk\u00fcnftigen Offshore-Windpark auslegen, ein Ertragsgutachten erstellen und somit die Wirtschaftlichkeit des Bauvorhabens sicherstellen. Auf der Fl\u00e4che N-7.2 kam die am Fraunhofer IWES in Bremerhaven entwickelte Light Detection and Ranging Windmessboje, kurz Lidar-Boje<\/a>, zum Einsatz, um hier eine Bestimmung des Windes mit einer Technologie auf dem aktuellen Stand der Wissenschaft und Technik durchzuf\u00fchren. Die Boje ist mit einer Gesamth\u00f6he von knapp 10 m nicht klein und wiegt rund 6 Tonnen.<\/p>\n\n\n\n

Was ist besonders an der Fraunhofer IWES Lidar Boje?<\/h3>\n\n\n\n

Die Konstruktion der IWES Wind-Lidar-Boje basiert auf einem seit \u00fcber 40 Jahren erprobten Design einer konventionellen Navigationsboje. Damit diese Navigationsboje im Bereich der Windmessung eingesetzt werden kann, wurden Anpassungen vorgenommen:<\/p>\n\n\n\n

Diese Boje ist ausger\u00fcstet mit einem Lidarger\u00e4t f\u00fcr die Windmessung, das vollst\u00e4ndig von einer speziell angefertigten Aluminium-Einhausung umgeben ist. So ist das hochsensible Ger\u00e4t hermetisch vor den Umwelteinfl\u00fcssen des Meeres, insbesondere dem Wellenschlag, gesch\u00fctzt. Neben dem Lidar-Hauptmessger\u00e4t ist weitere Sensorik f\u00fcr die Erfassung der Bojenbewegungen und die genaue GPS-Position installiert.<\/p>\n\n\n\n

Zus\u00e4tzlich sind Sensoren f\u00fcr die Messung weiterer Umweltparameter verbaut. Genauso wichtig ist das robuste Energieversorgungssystem, um auch bei harscher See den Betrieb aufrecht zu erhalten.<\/p>\n\n\n\n

\"Abmessungen
Abbildung 2: Die Abmessungen der Lidar-Boje (\u00a9 Fraunhofer IWES)<\/em><\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n

Warum messen wir mit einer Boje und wie kommt sie \u00fcberhaupt in die Nordsee?<\/h3>\n\n\n\n

Der Einsatz der Boje bietet den Vorteil, dass auf die Installation und R\u00fcckbau eines Offshore-Messmastes verzichtet werden kann. Das spart Geld, denn die Kosten einer Messung mit der Wind-Lidar-Boje sind mindestens um das 10-15-fach geringer als die Kosten<\/a> eines Messmastes. Zudem ist der Genehmigungs- und Installationsprozess einer Windmess-Boje, die auch mobiler einsetzbar ist, deutlich k\u00fcrzer.<\/p>\n\n\n\n

Wichtig f\u00fcr den gesamten Messzeitraum ist es, eine hohe System- und Datenverf\u00fcgbarkeit der Boje sicherzustellen, um m\u00f6glichst viele aussagekr\u00e4ftige Messdaten dem zuk\u00fcnftigen Betreiber des Windparks zur Verf\u00fcgung stellen zu k\u00f6nnen. Somit sind ein robustes Bojen-Design und Energieversorgungskonzept die wichtigsten Aspekte, um der rauen See mit den Aufbauten nur 3 Meter oberhalb der Wasserlinie zu trotzen.<\/p>\n\n\n\n

Auch wichtig ist eine gut organisierte Logistik: Dies betrifft nicht nur die erstmalige Ausbringung der Boje auf die zu vermessende Fl\u00e4che und die finale Einholung nach Beendigung der Messung, sondern auch schnelle Reaktionen bei m\u00f6glichen Ausf\u00e4llen. Der Zeitraum eines Datenverlustes sollte so gering wie m\u00f6glich gehalten werden, denn er kann zu immensen Auswirkungen auf die Messung f\u00fchren.<\/p>\n\n\n\n

Zur Sicherung einer hohen Systemverf\u00fcgbarkeit ist ein Zusammenspiel von diesen Faktoren unabdingbar:<\/p>\n\n\n\n