Erforschung von Sonartranspondern für Offshore-Windparks und technische Integration in ein Gesamtkonzept

Hintergrund

Genehmigungen von Offshore-Windenergieanlagen (OWEA) und Messmasten enthalten in der Regel als Auflage die Installation und den Betrieb eines Sonartransponders zur akustischen Warnung von U-Booten. Die Anforderungen an eine derartige Kenntlichmachung wurden von der Bundesmarine in Zusammenarbeit mit der Forschungsanstalt der Bundeswehr für Wasserschall und Geophysik (FWG) festgelegt. Die Schallausbreitung unter Wasser unterliegt jedoch einer Abhängigkeit von den Bodenverhältnissen, dem Schallgeschwindigkeitsprofil und dem Seegang und bedarf deshalb genauer wissenschaftlicher Untersuchungen. Durchgeführt wird dazu ein Verbundvorhaben in einer Kooperation zwischen dem Institut für Statik und Dynamik (ISD), der Fa. THALES Instruments GmbH, dem Institut für technische und angewandte Physik GmbH (itap), der UL International GmbH (DEWI) sowie der Fa. BioConsult SH.

Inhalte

Die Funktionsweise der Sonartransponder sieht vor, dass sie nur im Notfall durch ein vom U-Boot gesendetes Sonarsignal aktiviert werden und mit einer Kennung antworten. Das ausgesendete Antwortsignal muss zum einen einen ausreichend hohen Sendepegel aufweisen, um auch unter ungünstigen hydroakustischen Bedingungen wie z.B. Blaseneinschlag bei hohem Wellengang noch zu einem sicheren Signal-Rausch-Verhältnis am Ort des U-Bootes zu führen. Zum anderen ist zu berücksichtigen, dass die Umweltverträglichkeit in Hinsicht auf marine Säugetiere im Fern- sowie im Nahfeld gewährleistet ist.

Die in diesem Forschungsvorhaben zu untersuchenden Fragestellungen sind:

  • Welcher Anbringungsort eignet sich bei unterschiedlichen Gründungskonstruktionen am besten?
  • Wie lässt sich das Schallfeld unter Berücksichtigung von Gründungskonstruktion, Wassertiefe, Meeresboden und Meeresoberfläche vorhersagen?
  • Welche Beugungs- und Interferenzeffekte treten bei der Aktivierung eines oder mehrerer Transponder auf?
  • Welche Möglichkeiten bestehen, die Einwirkungen auf marine Säugetiere zu minimieren?

Zur Beantwortungen dieser Fragen sind auf der einen Seite umfangreiche Hydroschallmessungen in Nah- und Fernfeld notwendig, auf der anderen Seite müssen Rechenmodelle erstellt und validiert werden. Die gewonnenen Erkenntnisse sind hinsichtlich ihrer Umweltverträglichkeit zu prüfen, um erhebliche Auswirkungen auf die Umwelt zu vermeiden.

Partner

  • Institut für Statik und Dynamik (ISD), Uni Hannover
  • THALES Instruments GmbH, Oldenburg
  • Institut für technische und angewandte Physik GmbH (itap), Oldenburg
  • UL International GmbH (DEWI), Wilhelmshaven
  • BioConsult SH, Husum

Abbildungen

Abbildung 1: Prinzipdarstellung Anbringung Sonartransponder
(Quelle: THALES Instruments)

Abbildung 2: Installierter Sonartransponder (Quelle: THALES Instruments)

Publikationen des Projektes

Veröffentlichungen

Fricke, M., Ehrt, O., Hayek, W., Müller-Blenkle, C., Betke, K., Matuschek, R., Gabriel, J., Lübben, A., Erforschung von Sonartranspondern für Offshore-Windparks und technische Integration in ein Gesamtkonzept, Abschlussbericht zum Forschungsvorhaben FKZ0325104A/B, Hannover, 2012. Link: http://edok01.tib.uni-hannover.de/edoks/e01fb12/721221386.pdf

Vorträge

Tagungen, Symposia, Workshops

Fricke, M. and Rolfes, R., Erforschung von Sonartranspondern für Offshore-Windparks und technische Integration in ein Gesamtkonzept, Fortschritte der Akustik - DAGA 2012, 38. Deutsche Jahrestagung für Akustik, Darmstadt, 2012.

Fricke, M. and Rolfes, R., Sonar Transponder for sub marine safety: results of the research project at alpha ventus, RAVE International Conference, Bremerhaven, 2012.

Fricke, M. and Rolfes, R., Sonartransponder für Offshore-Windparks, Konferenz des Arbeitskreises Akustik des Deutschen Gesellschaft für Wehrtechnik e.V.: Schall und Schwingungen - Wellen und Turbulenz in sensibler Umgebung, Kiel, 2012.

Poster

Fricke, M. and Rolfes, R., Development and Simulation of Sonar Transponders to prevent Submarines from Collisions with Offshore Wind Farm, Poster Session at EWEA Offshore Conference, Amsterdam, 2011.