Brizo 3MW-Schwimmendes PV-System von Fred. Olsen 1848 (Norwegen) erhält DNV-RP-0584-Konformitätserklärung, Pilotprojekt für Herbst 2026 geplant

de.wedoany.com-Bericht: Das norwegische Unternehmen für erneuerbare Energien Fred. Olsen 1848 hat bekannt gegeben, dass das Design seines schwimmenden Photovoltaik-Systems (FPV) Brizo derzeit von der norwegischen Klassifikationsgesellschaft und Zertifizierungsstelle DNV getestet und verifiziert wird. Die Verifizierung umfasst die Designmethodik, die Bewertung hydrodynamischer Lasten auf Basis physikalischer Modellversuche im Maßstab, die strukturelle Leistungsfähigkeit sowie die Testverfahren, um den Übergang der Technologie von der Pilotentwicklung zur kommerziellen Bereitstellung zu unterstützen.

Das Designziel von Brizo ist es, die Akkumulation struktureller Lasten über das gesamte schwimmende Array zu verhindern, sodass die einzelnen Schwimmmodule relativ unabhängig auf die Umweltbedingungen in Küstennähe reagieren können.

Geir Grimsrud, Chief Technology Officer bei Fred. Olsen 1848, erläutert, dass das Design auf die Umweltlasten ausgelegt ist, die durch Wind und Wellen unter tropischen Sturmbedingungen entstehen, und gleichzeitig die für Projekte im Versorgungsmaßstab erforderliche Wirtschaftlichkeit aufweisen muss. Die meisten herkömmlichen FPV-Systeme verbinden die Schwimmmodule in Reihe. Numerische Simulationen zeigen, dass Druckkräfte und Biegemomente in dieser Kettenanordnung allmählich akkumulieren und deutliche strukturelle Spannungen erzeugen. Daraus leitete Brizo ein Designprinzip ab: Die Schwimmmodule übertragen keine Lasten untereinander, sondern leiten die Lasten direkt in das Verankerungssystem, das die gesamte Anlage am Meeresboden verankert.

Schwimmende Kraftwerke im Versorgungsmaßstab zeichnen sich durch eine hohe Anzahl von Komponenten und ein großes Gesamtgewicht aus; die Tragstruktur muss eine stabile Positionierung und Verankerung gewährleisten. Brizo verwendet ein vorgespanntes Netz aus Faserleinen als strukturelle Basis der schwimmenden Insel: Die Faserleinen bieten eine hohe Tragfähigkeit, ein geringes Gewicht und Wettbewerbsfähigkeit bei den Kosten; der vorgespannte Zustand verleiht Steifigkeit und hydrodynamische Stabilität, sodass die Anlage unter marinen Umweltlasten ihre strukturelle Integrität bewahrt.

Die Netzarchitektur vereinfacht auch den Installationsprozess. Das Verankerungssystem kann vorab am Projektstandort installiert werden, während die schwimmende Insel an Land montiert und integriert wird. Netz, Schwimmmodule, Laufstege und elektrische Infrastruktur können vor der Ausbringung installiert und getestet werden; die montierte Struktur wird anschließend als eine einzige seetüchtige Einheit zum Projektstandort geschleppt. Dadurch reduziert sich der Montagebedarf auf See, und die Inbetriebnahmezeit verkürzt sich entsprechend.

Dieser Ansatz wird auch bei der Betriebs- und Wartungsstrategie verfolgt. Im Gegensatz zu herkömmlichen FPV-Systemen, die auf ausgedehnte Netzwerke schwimmender Personallaufstege angewiesen sind, verwendet Brizo ein spezielles Betriebs- und Wartungs-Katamaran (O&M), das Wartungsarbeiten durchführt. Dieses Boot bietet einen sicheren Zugang innerhalb der Anlage und unterstützt Routineinspektionen, Reparaturen und Instandhaltungsarbeiten; bei Bedarf können auch ferngesteuerte Unterwasserfahrzeuge (ROV) und Luftdrohnen eingesetzt werden. Durch die Reduzierung spezieller schwimmender Zugangsstrukturen entsteht eine klarere Grundlage für die Schätzung und Kontrolle der Betriebs- und Wartungskosten über den gesamten Projektlebenszyklus.

In dieser Systemkonfiguration dient das Netz sowohl als primäres Strukturelement als auch als Teil des Verankerungssystems. Jeder Schwimmkörper verfügt über vier Verankerungspunkte; das Netz wird über Polyethylen (PE)-Rohre, Halteleinen und Bojen mit den Verankerungsleinen verbunden, wodurch Umweltlasten direkt vom Schwimmkörper auf den Anker übertragen werden. Bei der Installation muss das Netz vorgespannt werden, um Steifigkeit und Geometrie zu erhalten. Bei begrenzten Wasserstandsschwankungen am Standort wird die Vorspannung durch Oberflächenbojen bereitgestellt: Die Verankerungskette verläuft durch die Boje und ist um einen Ankerkettenscheibe geführt. Nachdem Anker, Verankerungskette und schwimmendes Netz positioniert sind, wird die Kette mit einem Spannwerkzeug eingezogen, wodurch die Boje in eine tiefere Tauchposition gezogen wird. Sobald die eingestellte Vorspannung erreicht ist, wird die Kette arretiert, und das Netzsystem bleibt in einem stabilen vorgespannten Zustand.

Seilklemmen fixieren die sich kreuzenden Seilelemente, um ein stabiles Gitter zu bilden. Um teure Materialien zu vermeiden, werden diese Klemmen vollständig aus hochdichtem Polyethylen (HDPE) gefertigt, um die Kosten zu kontrollieren. Die Herausforderung bei Kunststoffmaterialien liegt im Kriechen: Selbst bei geringen Kräften führt eine langfristige Einwirkung zu einem Abfall der Klemmkraft. Das Design von Fred. Olsen 1848 sorgt dafür, dass die Klemmen unter normalen Betriebsbedingungen eine geringe Klemmkraft aufweisen; steigt die Systemlast, nimmt auch die Klemmkraft zu, insbesondere unter Sturmbelastungen.

Die schwimmenden Laufstege sind ebenfalls eine Schlüsselkomponente; sie dienen zur Aufnahme der Gleich- und Wechselstromkabel sowie der String-Wechselrichter. Die Wechselrichter sind auf den Laufstegen montiert, um dem Betriebspersonal des Kraftwerks einen einfachen Zugang zu ermöglichen; an den Enden der Laufstege befinden sich Führungsschächte, um die Wechselstrom-Ausgangskabel der schwimmenden Insel zu führen.

Die HDPE-Rohre im System dienen zur Stabilisierung des Netzes und zur Einhaltung der Seilabstände. Gleichzeitig übernehmen sie die Funktion der Lastverteilung der Halteleinen, wodurch die Anzahl der Verankerungsleinen reduziert werden kann: In der Regel ist jede Verankerungsleine mit 8 bis 10 Halteleinen verbunden; die durch die Verteilung der Halteleinen entstehenden Druckkräfte werden von den Rohren aufgenommen. Grimsrud erklärt weiter, dass kurzperiodische Wellen, die durch Meereswind entstehen, tägliche Mismatch-Verluste verursachen können. Die HDPE-Rohre können solche Wellen reflektieren und deren Auswirkungen verringern, was im Vergleich zu Systemen ohne diese Rohre möglicherweise den Stromertrag erhöht.

Für Wasserkraftreservoire mit erheblichen Wasserstandsschwankungen hat Fred. Olsen 1848 Spannungsbojen entwickelt, die die freigegebene Leinenlänge je nach Wassertiefenänderung anpassen und so die Verankerungsspannung dynamisch regulieren. Die Winden sind auf den Bojen montiert und arbeiten mit einem automatisierten Steuerungssystem zusammen, um die Positionsstabilität der Anlage mit minimalem manuellem Eingriff zu gewährleisten. Dieses Konzept hat sich von der Entwicklungs- und Prototypenphase zu Feldtests im Alto-Rabagão-Reservoir von EDP in Portugal fortgeschritten. Nach Plan soll das neue Design im Herbst 2026 am Pilotstandort Ramskjær in Norwegen und am EDP-Pilotstandort installiert werden, mit Feldversuchen über die Wintermonate. Ziel ist es, das Produkt in der ersten Hälfte des Jahres 2027 zu qualifizieren und für die Bereitstellung verfügbar zu machen.

Fred. Olsen 1848 hat das Brizo-Konzept zuvor in Einrichtungen des norwegischen Forschungsinstituts Sintef getestet, wobei regelmäßige und unregelmäßige Wellenbedingungen sowie eine Reihe von Wellenhöhen und -längen abgedeckt wurden. Basierend auf den Testergebnissen entwickelte das Unternehmen in Zusammenarbeit mit DNV eine Methode, die Wellen-, Wind- und Strömungslasten kombiniert, um Verankerungs- und Ankerkräfte zu bestimmen. DNV war von der frühen Designphase an an der Entwicklung und Verifizierung von Brizo beteiligt. Derzeit hat eine 3-MW-Brizo-Schwimminsel eine Konformitätserklärung gemäß DNV-RP-0584 erhalten, gültig für signifikante Wellenhöhen bis 3,5 Meter, Böen bis 65 m/s und Strömungsgeschwindigkeiten von 0,38 m/s. Die Bewertung berücksichtigte auch einen durchschnittlichen Bewuchs von 10 cm Dicke durch Meeresorganismen auf Schwimmkörpern und Seilen. Das Unternehmen gibt an, dass diese Ergebnisse den Einsatz des Systems in küstennahen Umgebungen sowie in großen Seen und Reservoiren unterstützen.

Nach der Veröffentlichung der beiden FPV-spezifischen Standards DNV-ST-C108 für schwimmende Strukturen und DNV-ST-E309 für Verankerungs- und Positionierungssysteme durch DNV aktualisiert Fred. Olsen 1848 derzeit seine technischen Dokumente, um die Konformität mit den neuen Anforderungen nachzuweisen.