FINO – Technische und ökologische Forschung in Nord und Ostsee

FINO – Technische und ökologische Forschung in Nord
und Ostsee
Andreas Beeken, 2012-05-10 – dritte Windlog, Flensburg
1. •GL Garrad Hassan
2. •Die FINO-Plattformen
3. •Planung, Installation und Betrieb
4. •Engpässe und Hürden für die Logistik
5. •Schlussbemerkungen
© Wilhelm
Heckmann
Germanischer Lloyd is a global service provider in the
maritime and energy markets
Maritime
 Classification of 6800 ships in service
 Plan approval and new build supervision
of 500 ships p.a.
 Maritime Systems & Components
 Maritime Solutions
6.800 Employees in 80 Countries
Europe
3.300
Asia
Middle
East
Americas
Oil & Gas (GL Noble Denton)
 Technical Assurance
 Engineering Consulting
 Asset Performance & Maintenance
 Marine Operations & Consulting
 Project Execution
 Software Products
Renewables (GL Garrad Hassan)
 Certification
 Engineering Consulting
 Marine Operations
 Measurements
 Software Products
 Training
1.450
550
1.050
Australia,
Pacific
Africa
100
350
GL offices
Employees
Strong growth accelerated by acquisitions
[EURm]
800
567
184
Industrial 35
Maritime 149
205
43
162
208
43
165
222
50
172
270
56
214
327
72
370
89
255
281
2000 2001 2002 2003 2004 2005
429
128
301
430
231
336
370
2006 2007 2008 2009E
Five leading brands combine…
•
… to make the world’s largest provider of technical advice and
engineering consultancy services to the renewable energy market.
Consulting&
Engineering
Project Management &
Marine Warranty Survey
Measurements
Consulting&
Engineering
Chinese wall
Consulting&
Engineering
GL
Certification
Local understanding forms a global perspective
•
Almost 1000 staff, in 42 locations, across 24 countries
Vancouver
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Kaiser-WilhelmKoog
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Izmir
Barcelona Cairo
Zaragoza
Madrid
Beijing
Seoul
Tokyo
Shanghai
Mumbai
Bangalore
Peterborough
Newcastle
Austin
Melbourne
Querétaro
Wellington
Porto Alegre
Santiago
Cape Town
The GL Garrad Hassan
Offshore Wind Team
HSE
Concepts &
Management
Offshore
Turbine
Design
Project
Management
Platform
Management
Installation
Concepts
GL Garrad Hassan
O&M
Analysis
Offshore
Wind
Structures
& Geotech
Project
Engineering
Analyses
Marine
Warranty
Surveying
Due Dilgence
Electrical
Engineering
1. •GL Garrad Hassan
2. •Die FINO-Plattformen
3. •Planung, Installation und Betrieb
4. •Engpässe und Hürden für die Logistik
5. •Schlussbemerkungen
© Wilhelm
Heckmann
Projekt Überblick
•
FINO – Forschungsplattformen in Nord- und
Ostsee, finanziert durch das
Bundesministerium für Umwelt, Naturschutz
und Reaktorsicherheit, sowie die Länder
Mecklenburg-Vorpommern und SchleswigHolstein
•
Ziel: Installation von Forschungsplattformen
in der unmittelbaren Nähe zukünftiger
Offshore Windpark Projekte
•
Plattformen dienen zur Erfassung der
Umwelteinflüsse im Offshore-Bereich
•
Generierung einer umfassenden
meteorologischen, hydrografischen,
technischen und ökologischen Datenbank
GLGH Engagement in FINO
• Koordination von Bau, Errichtung und
Inbetriebnahme der FINO 1 (2001 – 2003)
• Operative Betriebsführung, Wartungsarbeiten,
Koordination von Schiff und/oder HelikopterAusfahrten zu den Plattformen (FINO 1 von 2003 bis
2011, FINO 2 seit 2010)
• Koordination laufender und zukünftiger
Forschungsprojekte (FINO 2)
• Mast-Design, Entwurf und Betrieb des
meteorologischen Messprogramms auf FINO 3 (seit
2006)
© GLGH
Standorte
Technische Fakten
Forschungs
Standort Betreiber Inbetriebnahme
Plattform
•
•
WasserTiefe
Abstand Gründungs PlattformHelizur Küste -Struktur
Größe
Plattform
FINO 1
Nordsee
FuE
GmbH,
FH Kiel
September 2003
101 m
28 m
45 km
Jacket
16*16 m
ja
FINO 2
Ostsee
GL GH
Mai 2007
101 m
24 m
31 km
Monopile
12.2*12.2
m
nein
Nordsee
FuE
GmbH,
FH Kiel
August 2009
120 m
23 m
80 km
Monopile
13*13 m
ja
FINO 3
•
Höhe
redundante Energieversorgung (bis zu 4 Generatoren), 10.000 l Tank im
Monopile oder Container
Generatoren, Betriebs-, Mess- und Kommunikationssysteme sind in
wetterfesten und klimatisierten Containern untergebracht
Datenübertragung erfolgt via Satellit und Richtfunk; Online-Überwachung
Forschung auf FINO
Meteorologie
Windgeschwindigkeit und –richtung auf
verschiedenen Ebenen bis in ca. 100 m
Höhe, Temperatur, Luftfeuchte, Luftdruck,
Global- und UV-Strahlung, Niederschlag
Ozeanografie
Wellenhöhe, -periode und -richtung,
Strömungsgeschwindigkeit und -richtung,
Wasserstand, Wassertemperatur, Salinität,
Sauerstoffgehalt...
Weitere technische Untersuchungen
Beanspruchung der Struktur, akustische Messungen,
Überwachung Schiffsverkehr
Biologische Daten
Mariner Bewuchs der Unterwasserstruktur,
Benthos, Fische und Meeressäuger
Zugverhalten von Vögeln, Vogelzählungen
Photo: AWI
FINO Datenbank – Datenbereitstellung für die
Öffentlichkeit
1. •GL Garrad Hassan
2. •Die FINO-Plattformen
3. •Planung, Installation und Betrieb
4. •Engpässe und Hürden für die Logistik
5. •Schlussbemerkungen
© Wilhelm
Heckmann
Planung und Inbetriebnahme von OffshoreMessmasten und des Messsystems
• Einflussfaktoren:
– Welches Ziel soll verfolgt werden?
– Dimensionierung der Plattform
– Standort / Wassertiefe
– Erreichbarkeit
– Energieversorgung
– Datenübertragung
– Fernüberwachung
– Anzahl Besuche / Jahr
• Aufbau und Testbetrieb des gesamten Messsystems an Land
Zeitplan für die Installation des Forschungsequipments
• Die Installation von F&E-Messgeräten kann
generell in zwei Hauptphasen unterteilt werden
• Phase 1: Onshore-Installation
– Komponenten an Positionen die
Offshore nicht erreichbar sind
– Robuste Messgeräte
– Vorverkabelung
•
Phase 2: Offshore-Installation
– Endgültige Installation aller
notwendigen Messgeräte
– Inbetriebnahme des Messsystems
FINO3 Mast- & Mess-Design
 106 m
• Dreieckiger Mast in Nord-Ecke
• Drei mögliche Ausleger-Richtungen
• Höchstes Cup 106 m Höhe (nicht Mastspitze)
• 9 Windmess-Ebenen von 30 bis 106 m:
16 Cups, 2 Sonics, 3 Vanes
Cup
Sonic
Vane
• 50, 70 und 90 m Ebene mit 3 Cups
T & RH
• Temperatur- & Feuchtesensoren auf 3 Ebenen
Precip.
• 2 Temperatur-Differenz-Messungen
Radiat.
• Luftdruck- und Niederschlagssensoren
• Haupt- und Backup-Datenlogger
• Versorgung per Dieselgenerator und Solarpanel
 30 m
Betreiber- und Nutzungskonzept
•
•
•
•
•
•
Sicherer und zuverlässiger allgemeiner Betrieb der
Plattformen
Keine Gefahr oder Beeinträchtigung von Sicherheit
und Leichtigkeit des Schiffsverkehr, der Meeresumwelt
oder Personen
Gewährleistung der technischen Einsatzbereitschaft
als Grundvoraussetzung für einen ungestörten Messund Forschungsbetrieb
Koordinierung sämtlicher Aktivitäten auf der Plattform
(O&M, Forschungseinsätze)
Integration neuer Forschungsvorhaben
Öffentlichkeitsarbeit
Wartung und Instandhaltung
•
•
•
•
•
•
•
Periodische Wartungsarbeiten gemäß
Wartungsplan
Visuelle Kontrollen und Funktionsprüfungen bei
regulären Plattformbesuchen (Checkliste)
Wartung bestimmter Komponenten durch
Fachfirmen
Dokumentation (Protokolle)
Regelmäßige Reinigung
Durchführen kleiner Reparaturen und
Ausbesserungsarbeiten
Inspektionen der Plattformstruktur über und unter
Wasser (einschließlich Taucharbeiten)
Forschungsbetrieb
•
•
•
•
•
•
Gewährleistung einen ungestörten Forschungsbetriebs
Sicherstellen von Zugangs- und Nutzungsrechten,
Energieversorgung, Datenfernübertragung,
Telekommunikation
Organisation und Durchführung von
Helikopterflügen/Schiffahrten zur Plattform
Einweisung in das Sicherheitskonzept
Integration zusätzlicher Forschungsprojekte
Anpassung infolge Nutzerbedürfnissen
Forschungs- und Wartungseinsätze
•
FINO1: In den Jahren 2008-2011 wurden im Mittel 48 Flüge durchgeführt
- 12 Wartungsfirmen mit ca. 20 Personen
- 28 Flüge zur Vogelbeobachtung mit jeweils 1 Person, d.h. 28 Personen
- 12 BSH-Einsätze mit 36 Personen
- 6 DEWI-Einsätze mit ca. 15 Personen
• Fino2: In den Jahren 2010 und 2011 wurden im
Mittel 12 Ausfahrten durchgeführt
- 9 Plätze je Ausfahrt
- Teilnehmerzahl variert saisonabhängig
- Wartung und Forschung teilen sich verfügbare
Plätze
1. •GL Garrad Hassan
2. •Die FINO-Plattformen
3. •Planung, Installation und Betrieb
4. •Engpässe und Hürden für die Logistik
5. •Schlussbemerkungen
© Wilhelm
Heckmann
Große Engpässe und Hürden für die FINO-Logistik
• Hauptfaktoren:
• Kosten Schiff/Helikopter
• Platz-/Gewichtbeschränkungen
• Wetterbedingte/jahreszeitliche Abhängigkeit (Wartung: Sommer,
Vogelbeobachtung: Frühjahr/Herbst)
• Unvorhergesehene technische Probleme auf der Plattform oder mit den
Transportmitteln
• Unzureichende HSE-Einweisung und Schulung des Wartungs- und
Forschungspersonals
• Erreichbarkeit des Hafens/Flughafens (Fahrtzeit/-kosten)
• Logistik am Hafen/Flughafen
• Flexibilität
Einschränkung Zutrittsmöglichkeiten
• Wellenhöhen in Ostsee im Mittel geringer als in Nordsee
• Mehr Frost und Eistage im Ostseeraum
• Stark eingeschränkte Zutrittsmöglichkeiten während der Wintermonate
FINO1 - Extreme Wellenhöhen: Sturm „Britta“, 01 Nov.
2006  Schäden an der Plattform
20 m
+20 m C.D.
FINO 1
Lower
platform
+15 m C.D.
Photo: GL
10 m
Hmax ~16 m
Hs = 9.77m
0m
C.D. = LAT
Sturm „Sören“, 04 Oktober 2009
• Hs = 6,40 m
• Hmax = 10,24 m
• Hauptwellenperiode 11,8 s
(korrespondiert mit 200 m
Wellenlänge)
• Hauptwellenrichtung 320°
1. •GL Garrad Hassan
2. •Die FINO-Plattformen
3. •Planung, Installation und Betrieb
4. •Engpässe und Hürden für die Logistik
5. •Schlussbemerkungen
© Wilhelm
Heckmann
Welche Verwendung finden die FINO Daten?
Research
2
4
Industry
9
1
1
3
14
4
6
15
2
0
Wind physics
4
Ocean physic
11
2
3
Environmental monitoring
meteorological models
oceanographic models
Energy yield assessments
Load assessments
10
7
Access and logistics
others
Zusammenfassung und Ausblick
• Umfangreiches Messprogramm mit hohen Ansprüchen an die
Plattform und die Ausrüstung
• Verlässlicher Betrieb und Lieferung von Daten
• Messungen und Untersuchungen haben zu einem besseren
Verständnis der Offshore-Umgebung und den potentiellen
Einfluss auf zukünftige Offshore-Windparks geführt
• Fortsetzung der Langzeitmessungen
• Maximale Vorinstallation onshore / mehr "Plug'n'Play"Konfigurationen zur Reduzierung des Offshore-Aufwands
• (Zukünftige) Windparks in unmittelbarer Umgebung der FINOPlattformen geben die einzigartige Möglichkeit, Windparkeffekte
auf das Windprofil sowie die Auswirkungen auf die gesamte
Offshore-Umgebung zu untersuchen
Vielen Dank!
Andreas Beeken
Project Manager Offshore
[email protected]
+49 (0)40 36149 8307
www.gl-garradhassan.com