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Bundesministerium für Forschung, Technologie und Raumfahrt (BMFTR)

Offshore-Windenergieanlagen bieten durch die Erschließung zusätzlicher Flächen bei erhöhten Windgeschwindigkeiten ein großes Potential, einen maßgeblichen Anteil an regenerativer Energie zu erschließen. Es gehen allerdings große technische Herausforderungen mit der Offshore Technologie einher, wie die Sicherstellung der Zuverlässigkeit von dynamischen Unterwasser-Hochspannungskabeln. Diese sind infolge des Seegangs sowie im Falle von Floating-Offshore Anwendungen infolge der Plattformbewegungen hohen Umgebungslasten ausgesetzt, was schlimmstenfalls zu mechanischem Versagen der Kabel führen kann.
So ist das Fernziel des Vorhabens die Entwicklung von Auslegungstools zur Lebensdauervorhersage von Unterwasser-Hochspannungskabeln im Offshore Einsatz sowie eines Structural Health Monitoring (SHM) Systems, um einen sicheren und zuverlässigen Systembetrieb zu gewährleisten.
Dementsprechend sind geeignete Methoden erforderlich, um die Kabelbewegungen und resultierenden Beanspruchungen zu ermitteln und auf dieser Grundlage eine Lebensdauervorhersage durchzuführen. Am Lehrstuhl für Meerestechnik werden daher spezialisierte Modelle zur transienten Simulation der Kabelbewegungen unter dynamischen Randbedingungen entwickelt. Die Modelle sind dabei in der Lage, geometrisch nicht lineare Verformungen abzubilden und basieren auf der sogenannten Floating Frame of Reference Formulation.