Offshore-Windenergie

Messsystem detektiert Seekabel am Meeresgrund

Vorhandene Kabel und weitere Objekte im Meeresgrund aufspüren, den Untergrund selbst erkunden und das Monitoring der eigenen Installationen: All dies leistet das Messsystem von Fraunhofer IWES und der Universität Bremen anhand seismo-akustischer Abbildungsverfahren. Der Fokus des Projekts SASACD lag zunächst darauf Seekabel zu lokalisieren. Gino Frielinghaus, Geschäftsfeldleiter Offshore-Windenergie am Fraunhofer IWES, hat uns erzählt, was das Tool kann.

Herr Frielinghaus, was war die Ausgangslage für Ihr Projekt?

Wir hatten bereits ein sehr erfolgreiches Vorgängerprojekt, „Boulder-Detektion“. Hier wurden Grundlagen, Methodik und auch Patente sowie Know-how für die Objektdetektion generiert. Das wurde dann durch das Fraunhofer-Institut für Windenergiesysteme IWES bis auf den Markt gebracht, und ist mittlerweile eine gefragte Technologie. Die Frage war dann: Was können wir mit dieser Methodik noch beantworten? Welche Objekte können noch im Untergrund detektiert werden, außer sogenannten Bouldern, also Findlingen oder Steinen? Und da ist die Kabeldetektion ein Teilprojekt.

Welche Fragen können Sie mit Ihrer Technologie in Bezug auf die Kabeldetektion beantworten?

Wurde das Kabel richtig verlegt? Das ist Nummer eins. In Sachen Vorerkundung wäre die Frage: Wie sieht der Untergrund aus? Wie muss ich das Kabel legen, um möglichst effizient zu sein? Dass das Kabel vergraben wird, hängt zum einen mit den Anforderungen an die Kühlung des Kabels zusammen. 

Ein Kabel kann erst richtig effizient arbeiten, wenn die Hitze richtig abgeleitet wird. Zum anderen muss der Schutz vor Schiffsverkehr gewährleistet sein.

Warum ist es wichtig, zu wissen, wo welche Offshore-Kabel liegen?

Der erste Aspekt betrifft die Planungstätigkeiten für eine Windparkentwicklung, wenn Kabel verlegt werden müssen. Der zweite Aspekt ist die Vorerkundung. Es gibt durchaus Kabel oder Kabelrouten, die nicht gut genug dokumentiert wurden, zum Beispiel in den 80er Jahren oder zur ersten Zeit der Offshore-Windenergie, auch bei Datenfaserkabeln aus dem Bereich Telekommunikation. Windparkbetreiber wollen im Vorfeld in einem Gesamt-Risk-Assessment wissen, ob und wo bereits Kabel vorhanden sind. Kabel können auch driften, durch Strömungen und Sedimentationsprozesse. Dazu ist mittlerweile ein Monitoring teils vorgeschrieben. Man muss über die Zeit bestätigen, dass das Kabel noch in der gleichen Position liegt oder angeben, wenn es verdriftet ist.

Was sind Herausforderungen dabei, Kabel ausfindig zu machen?

Bestehende Methoden, also magnetische Methoden, waren nicht hinreichend genau. Die Methode war sehr fehleranfällig. Geophysikalisch gibt es gewisse Unsicherheiten, aber auch in der Positionierung, da man sehr nah zum Meeresboden kommen muss. Daher sind akustische Methoden eine gute Alternative. Zum Start des Forschungsprojekts gab es noch keine entsprechenden Methoden. Mittlerweile gibt es neben unserem Ansatz auch weitere Firmen, die dieselben Ziele haben, aber noch höherfrequente Technologien einsetzen, um das mit Reflektionen abzubilden. Deswegen hat sich jetzt in der letzten Phase des Projekts SASACD der Fokus eher daraufgelegt, ein System zu entwickeln, was sämtliche Georisiken in einem System abdecken kann: Objektdetektion, Kabeldetektion, Altlasten, Erkundung, Archäologie. Es ist ein Oberflächen-geschlepptes Sytem, das auch eine tiefere Eindringung in das Sediment gewährleistet, auch wenn dies künftig weiteren Forschungsaufwand benötigt. Am Ende geht es auch um Effizienz.

Wie sind Sie in Ihrem Projekt vorgegangen? Was waren besondere Herausforderungen?

Wir arbeiten sehr eng mit der Industrie zusammen und beantworten mit diesem Projekt offene Fragestellungen, die an uns herangetragen wurden. Das Ziel war es, in höheren Genauigkeiten Kabelverläufe in Echtzeit detektieren zu können und das möglichst oberflächenbasiert. Unser System bietet die Möglichkeit, sämtliche Fragestellungen in Bezug auf eine Windparkentwicklung abdecken zu können. Wir fangen beim Kabelkorridor an, fahren zum Windpark raus und untersuchen die Standorte. Am Ende haben wir sämtliche Geo-Risiken und Monitoringaspekte abgedeckt. Es geht dabei auch darum, dass man möglichst viele Fragestellungen in einem Run abdeckt, weil Offshore-Zeit immer teuer ist. Da sehen wir unsere Methodik als Potenzial.

Gibt es bereits Interesse an einem industriellen Einsatz?

Es gibt interessierte Kabelhersteller und Netzbetreiber. In beiden Bereichen ist der Vorerkundungsaspekt von Interesse. Wie effizient kann ich das Kabel legen? Kabellegeaktivitäten sind immens teuer und das Schlimmste, was passieren kann, ist: Das Kabel, das ich gekauft habe, ist zu kurz, weil ich zu viel Strecke brauche. Das zu ändern, ist aufwändig. Deswegen wird meist Überlänge eingekauft, was extrem teuer ist. Es geht auch um Fragen der Zertifizierung. Denn die Firmen müssen nachweisen, zumindest im europäischen Bereich, dass das Kabel tief genug eingegraben ist. Die bisherigen Methoden sind nicht genau genug. Deswegen ist die Antwort: Die Firmen können diese Technologie nutzen oder sie müssten mit dem Zollstock hin.

Wie wird das System den Ausbau der Windenergie unterstützen?

Effizienzsteigerungen, Synergien schaffen, Voruntersuchungen verbinden – hier geht es um Echtzeit. Also wie schnell können Daten zur Verfügung gestellt werden? Die Zeitspanne für die Vorerkundung ist sehr klein, da zu dem Zeitpunkt noch nicht so viel Geld zur Verfügung steht. Unsere Technologie wird den Ausbau somit beschleunigen können.

Das Interview führte Leona Niemeyer, Wissenschaftsjournalistin beim Projektträger Jülich. Redaktion: Meike Bierther.