Bislang wird die optimale Lage von Kabeln für die Offshore-Windenergie mit akustischen und magnetischen Methoden bestimmt. Doch es könnte einen besseren Weg geben.

 

Ein zuverlässiges, flächenhaftes und kosteneffizientes Messsystem zur Lokalisierung von Stromkabeln unter dem Meeresboden wollen Forschende am Fraunhofer-Institut für Windenergiesysteme IWES entwickeln.

Notwendig ist die exakte Vermessung unter anderem aufgrund der strengen Vorschriften für die Verlegung von Seekabeln, die die Betreiber von Offshore-Windparks bei der Planung der Anbindungsleitungen berücksichtigen müssen. So muss beispielsweise mit einer sogenannten Post-Burial Survey (PBS) nachgewiesen werden, dass die tatsächliche Position des Kabels nach dem Verlegen mit dem geplanten Verlauf übereinstimmt. Damit sollen unter anderem bestehende Infrastrukturen geschützt sowie Schäden durch zukünftige Bauaktivitäten vermieden werden, wir es in einer Mitteilung des Instituts heißt.

Auch könne sich die Position bereits verlegter Kabel aufgrund von Meeresströmungen und daraus resultierenden Sedimentbewegungen im Laufe der Zeit ändern. Sie müssten daher kartiert werden, bevor neue Infrastruktur errichtet werden kann oder Instandsetzungsarbeiten erfolgen sollen.

Bislang erfolgten die entsprechenden Messungen mit akustischen oder magnetischen Methoden. Der Nachteil dabei: Defizite hinsichtlich der Verlässlichkeit und Kostenintensität. Auch erlaubten existierende Systeme keine flächenhafte Kabelvermessung oder sie erforderten die Abschaltung des Stroms in dem zu vermessenden Kabel, so die Forschenden.

Wie eine Nadel im Heuhaufen

Das im Projekt SASACD (Seismo-Acoustic Synthetic Aperture Cable Detection) am Fraunhofer IWES zusammen mit der Universität Bremen und der Tennet Offshore GmbH entwickelte seismoakustische Abbildungsverfahren hingegen soll Offshore-Kabel mit einem Durchmesser von mindestens 25 Zentimetern in den obersten Meeresbodensedimenten hochgenau lokalisieren.

Und zwar, ohne dass dafür der Stromfluss unterbrochen werden muss und mit einer Genauigkeit von wenigen Dezimetern, versprechen die Forschenden: „Die Suche nach Kabeln unter Wasser ist extrem schwierig. Ohne geeignete Hilfsmittel kann man es mit der Suche nach der Nadel im Heuhaufen vergleichen“, sagt Dr. Jude Castelino, Wissenschaftler und Projektleiter am Fraunhofer IWES. „Hier kommt unser seismoakustisches Messsystem ins Spiel, mit dem wir den Meeresuntergrund dort abfahren, wo das Kabel ungefähr vermutet wird.“

 
Die Messplattform könne große Flächen am Meeresboden untersuchen und abtasten. Dazu nutzen die Forschenden unter anderem neuartige Methoden der Diffraktionsabbildung, die sich am Fraunhofer IWES bereits bei der Findlingsdetektion in marinen Sedimenten bewährt haben und im Projekt SASACD erweitert werden: Das Messsystem umfasst einen mit speziellen seismischen Sensoren (Hydrophonen) und Positionsbestimmungssystemen ausgestatteten Schlepprahmen samt ROTV (Remotely Operated Towed Vehicle).

Das ganze wird von einem Vermessungsschiff geschleppt und kann sich etwa zehn Meter über dem Meeresboden befinden. Während der Datenerfassung fangen die Hydrophone die von einer Signalquelle an der Meeresoberfläche emittierten und von dem Untergrund reflektierten oder gestreuten Schallwellen auf. Dies ermöglicht nicht nur die Kartierung der Sedimentschichten, sondern auch die Lokalisierung der Kabel, die in einer Tiefe von bis zu zehn Metern im Sediment verlegt sein können. Mit der einzigartigen Methode der Diffraktionsabbildung kann man die von den Kabeln gestreute akustische Energie zu ihrem Ausgangspunkt zurückverfolgen. Die anschließende Datenauswertung erfolgt mit einer eigens entwickelten Software, die die Position der Kabel hochauflösend in Echtzeit darstellt.

Ein Prototyp des Systems existiert bereits, er soll bald bei ersten Messfahrten getestet werden.

Das Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz BMWK fördert das Projekt, das Fraunhofer IWES in Bremen koordiniert das Vorhaben.