In diesem zweiten Artikel über Tripod-Fundamente für Offshore-Windkraftanlagen soll primär auf konstruktionsbezogene Gesichtspunkte dieser Gründungsstruktur eingegangen werden.
Das Dreibeinkonzept ist ein im Vergleich zum Monopile eher steifes Gründungskonzept und lässt damit nur eine geringere Ausnutzung der aerodynamischen Dämpfung (vgl. dazu auch Art. „Das Gewichtsfundament (Schwerkraftsgründung) für Offshore-Windkraftanlagen I“ f.) zur Reduktion der dynamischen Reaktion der Fundamentstruktur zu.
Als eine Leichtbaustruktur ist das dynamische Verhalten der Gründung bereits beim Entwurf bzw. bei der Auslegung grundsätzlich eingehend zu prüfen. Dabei spielen Wellenlasten bei Wassertiefen von bis zu 11 m mit einem Anteil von ca. 10 bis 25% am Gesamtkippmoment jedoch nur eine untergeordnete Rolle. Daraus folgt, dass die Ermüdungslasten aus den aerodynamischen Kräften am Rotor der entscheidende Dimensionierungsfaktor bei der Tripod-Auslegung sind. Die Bedeutung der Wellenlasten wird aber mit ansteigender Wassertiefe ebenfalls zunehmen.
Wie auch beim Monopile können Extremlasten durch den Eisgang dimensionierend wirken, sind aber für den Einsatz in der Nordsee lediglich von vergleichsweise untergeordneter Bedeutung. Bei geringen Wassertiefen von < 6 bis 7 m tritt durch Dreibein-Fundamente im Übrigen eine Gefährdung für anlandende Wasserfahrzeuge oder Service- bzw. Wartungsboote durch Kollisionsgefahr mit einem der drei Schenkel des Stahlrohrrahmens auf, weshalb Tripoden für Wassertiefen von weniger als 6 bis 7 Meter grundsätzlich nicht geeignet sind.
Wegen der Pfeilerbauweise kommt die Dreibein-Fundamentierung weiterhin nicht für Gebiete mit großen Felsblöcken in Betracht. Erosion stellt bei dieser Art von Fundamentierung (in der Regel) kein Problem dar. Insbesondere die vergleichsweise geringe Kostenzunahme in Abhängigkeit von der Wassertiefe macht diesen Gründungstyp relativ attraktiv für die Erschließung küstenferner Seegebiete, zumal der Seeboden, wie bereits erwähnt, keiner besonderen Vorbereitung vor der Einbringung des Tripod-Fundaments bedarf.
Zur Aufstellung vor Ort werden – wie auch beim Monopile – Spezialschiffe oder Kranhubinseln, die bereits angesprochenen Jack-Up-Plattformen, mit entsprechender Ausrüstung für Rammarbeiten und ausreichenden Hebezeugen benötigt. Die Gründungspfähle werden vor dem Absenken des Dreibeins bereits in die entsprechenden Aufnahmen an den Ecken vormontiert. Auch hier werden die Teile der Pfähle, die in den Seeboden eingetrieben werden, nicht beschichtet, um eine ausreichende Reibung zur Kraftübertragung zu gewährleisten. Zum Schutz vor Korrosion werden wiederum Opferanoden oder eingeprägte Ströme eingesetzt.
Quelle: Tagungsband Kongress „Offshore-Windenergienutzung und Umweltschutz – Integration von Klimaschutz, Naturschutz, Meeresschutz und zukunftsfähiger Energieversorgung“ (Hrsg.: Bundesministerium für Umwelt, Naturschutz und Reaktorsicherheit [BMU])