2023-06-252023-06-25https://tore.tuhh.de/handle/11420/16320Für die Gründung von Offshore-Windenergieanlagen (OWEA) werden i.d.R. gerammte Verankerungspfähle verwendet. Aus der impulshaften Anregung des Pfahls durch den Rammvorgang resultiert ein Schalleintrag im Meereswasser, der die marine Umwelt belastet. Zum Schutz mariner Lebewesen wurden daher entsprechende Grenzwerte eingeführt. Zur Reduktion des Unterwasserschalls werden verschiedene Verfahren eingesetzt. Primäre Maßnahmen zielen darauf ab, die Schallabstrahlung direkt an der Quelle zu minimieren, z.B. durch Verringerung der Schlagenergie. Sekundäre Maßnahmen dienen der Minderung des abgestrahlten Schalls, z.B. durch Blasenschleier oder Hüllrohre. Mit dem Trend zu immer größeren Monopfählen von OWEA erhöhen sich die Schallpegel und damit auch die Anforderungen an den Unterwasser-Schallschutz. Da in Bezug auf sekundäre Maßnahmen derzeit keine wesentlichen Technologiesprünge mehr zu erwarten sind, werden im Rahmen des vorliegenden Forschungsprojektes primäre Maßnahmen zur Minderung des Unterwasserschalls untersucht, wodurch bereits die Schallentstehung direkt an der Quelle gesenkt wird. Die Optimierung des Hammers und der Rammparameter bietet sich als primäre Maßnahme dabei besonders an. Im vorliegenden Vorhaben werden dabei sowohl die schalltechnisch günstige Gestaltung des Fallkörpers und weiterer Schlagkomponenten (Anvil, Follower, etc.) betrachtet als auch eine Optimierung des Hammerbetriebes untersucht. Gleichzeitig werden Ermüdungs-/Verschleißuntersuchungen und Rammbarkeitsstudien mit den optimierten Komponenten in die Betrachtungen einbezogen, um die praktische Verwendbarkeit zu gewährleisten. Eine Validierung der numerischen Ergebnisse erfolgt aus wirtschaftlichen Gründen zunächst an skalierten Laborversuchen. Darüber hinaus erfolgt eine Überprüfung der erzielbaren Schallminderung durch Übertragung auf Offshore-Bedingungen mit Hilfe des numerischen Simulationsmodells, welches bereits im Projekt BORA erfolgreich entwickelt und umfassend validiert worden ist.In most cases, offshore wind energy plants are fastened to the sea bed by pile driving. Due to the impulsive excitation of the pile, a considerable amount of underwater noise is generated, which may possibly harm aquatic life. To protect especially marine mammals, certain limit values on underwater noise have been introduced. To reduce underwater noise, different approaches are used. Primary measures reduce the noise emission directly at the source, e.g. by lowering the applied hammer energy. Secondary measures aiming at reducing the noise in the water column, e.g. bubble curtains or cofferdam systems. Due to the huge dimensions of the monopiles, both noise emission and thus also the requirements on the noise mitigation are increasing. Secondary mitigation measures have already reached a certain level of matureness. Therefore, the research project forcusses on primary measures to reduce the noise emission already at the source. To decrease the noise emission, an optimal shape of the ram mass and further hammer components will be determined. Furthermore, the hammer operation itself will be investigated from an acoustical viewpoint. Further important questions, like wear and durability of the optimized components as well as driveability, will also be addressed to ensure the a practical realisation later on. To avoid the high costs of real offshore tests, a validation of the numerical results is on the one hand made by scaled laboratory experiments. On the other hand, the attainable noise reduction under offshore conditions is verified by applying the numerical pile driving noise model, which has been successfully developed and applied within the BORA project.