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Offshore-Wind

Engineering Dienstleistungen zur Bemessung und den Betrieb von Offshore Gründungsstrukturen

Offshore-Wind

ENGINEERING EXCELLENCE FOR OFFSHORE STRUCTURES

Der Bereich Offshore-Wind stellt bei der Jörss – Blunck – Ordemann GmbH seit dem Jahr 2014 den jüngsten Fachbereich dar. Dennoch verfügt das Personal, das in diesem Bereich tätig ist, über eine langjährige Berufserfahrung.

So verfügt der Geschäftsführer Herr Dr. Lüddecke über Berufserfahrung im Offshore-Windbereich seit dem Jahr 2006, Herr Al Otaibi als Abteilungsleiter Tragstrukturen seit dem Jahr 2011, Herr Ostermann als Leiter der Abteilung Lasten und Strukturdynamik seit dem Jahr 2009 und Herr Dr. Haake als Prüfstellenleiter seit dem Jahr 2004. Das in diesem Bereich angestellte Personal verfügt ebenfalls über eine mindestens fünfjährige Erfahrung im Offshore-Windbereich. Mit der Interaktion zwischen den Abteilungen Strukturdesign und Lastsimulation ist ein ganzheitlicher Designansatz bei JBO implementiert, der alle Disziplinen beinhaltet, um gewichts- und kostenoptimierte Tragstrukturen zu entwickeln.

Die Jörss – Blunck – Ordemann GmbH ist spezialisiert auf folgende Bauwerke

Gründungsstrukturen von
Offshore-Windenergieanlagen

Gründungsstrukturen von
Offshore-Umspannwerken

Plattformen von
Offshore-Umspannwerken

Mess-Masten

Planung und Design

Von der ersten Skizze bis zur finalen Genehmigung

Das Team der Ingenieure, bestehend aus Experten im Bereich Stahlbau, Grouted Connection (Mörtelverbindungen), Geotechnik, Lastenrechnung und Installation decken die Kernkompetenzen ab, die für die Entwicklung neuartiger bzw. innovativer Tragstrukturen wie auch für die Entwurfsplanung von Offshore-typischen Gründungsstrukturen erforderlich sind.
Damit gehören zu unseren Haupttätigkeiten im Rahmen der Entwurfs- und Konzeptphase:

  • Erarbeitung von Genehmigungsentwürfen
  • Grundlagenermittlung und Erstellung einer parkspezifischen Design Basis (für die Deutsche AWZ entsprechend BSH-konform)
  • Erstellung von Design Briefs für die Bereiche Lastenrechnung und Nachweisführung der Gründungsstruktur
  • Erarbeitung innovativer Gründungskonzepte
  • Erstellung von Parameterstudien zur Optimierung der Gründungskonstruktion in Bezug auf Stahlverbrauch, Lastangriff und Eigenfrequenzverhalten
  • Erstellung von Machbarkeitsstudien (Feed Study)
  • Ermittlung der Einwirkungen und Vordimensionierung der Gründungsstrukturen.
  • Nachweisführung BSH-konform oder nach zu vereinbarenden Regelwerken/Richtlinien wie DNVGL, NORSOK, DIN, ISO 19902 oder API


Die Tragwerksplanung stellt die eigentliche Kernkompetenz der im Bereich Offshore-Wind arbeitenden Ingenieure dar.
Folgende Aufgaben übernehmen wir als Tragwerksplaner im Rahmen der Ausführungs- und Werkstattplanung:

  • Erstellen von statischen Berechnungen für den Grenzzustand der Tragfähigkeit, einschließlich Ermüdungsnachweise, sowie für den Grenzzustand der Gebrauchstauglichkeit.
  • Durchführung der Nachweise basierend auf Stabwerksmodellen und mittels FE-Berechnungen.
  • Betrachtung der Nachweise für den Endzustand bzw. für den Betrieb wie auch für die temporären Bau- und Montagezustände.
  • Nachweisführung für die Teilbereiche Stahlbau, Geotechnik und Grouted Connection.

Ihr Ansprechpartner

Dr.-Ing. Michael Schwedler

Schlüsselqualifikationen
- Tragwerksplanung von Offshore-Bauwerken
- Layoutdesign für Offshore-Strukturen
- Projektmanagement
- Strukturmechanik und Strukturdynamik
- Nichtlineare Modellierung und Analyse
- Experte für numerische Analyse (FEM)

Weitere Kompetenzen

- Numerical Software: ANSYS, LS-DYNA, RFEM, Sofistik, InfoGraph
- Programmierung: C/C++, MATLAB

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Lastsimulation und Strukturdynamik

Erfahrung in der standortspezifischen Lastanalyse von Offshore-Windenergieanlagen

Lastsimulation und Strukturdynamik

Mit der Etablierung der Abteilung Offshore Lasten und Strukturdynamik im Jahr 2017 am Standort Osnabrück hat JBO den Fokus auf die Bereitstellung von Dienstleistung rund um das Thema Offshore-Lastanalysen für Turbinen und Tragstrukturen verstärkt. 

 

Das Lastenteam, bestehend aus 5 international erfahrenen Lastberechnungsingenieuren (Gesamterfahrung > 50 Jahre), deckt heute die komplette Bandbreite an Load Services für das Design von Offshore-Windturbinen und -Tragstrukturen ab.

Unter der Führung von Frank Ostermann werden in der Abteilung Methoden entwickelt und angewendet die dem Stand der Technik vorrauseilen, um ein wirtschaftliches und wettbewerbsfähiges Offshore-Strukturdesign zu ermöglichen. In Kombination mit der Abteilung Offshore Strukturdesign ist ein ganzheitlicher Designansatz implementiert, der alle Disziplinen beinhaltet, um optimierte Tragstrukturen zu entwickeln.

Ihr Ansprechpartner

Dipl.- Ing. Frank Ostermann

Schlüsselqualifikationen
- Erfahrung in der Offshore-Wind Industrie seit 2009
- Expertise im Bereich Offshore-Lastzertifizierung sowie im Design Prozess
- Expertenwissen in der Hydrodynamik und Seismik
- Expertenwissen zur projektspezifischen Zertifizierung von Windkraftanlagen
- Technische Vertragsverhandlungen
- Projekt und MA-Führung und Prozessoptimierung
- Expertenwissen in der Strukturdynamik von Windkraftanlagen
- Implementierung von Engineering-Prozessen

Weitere Kompetenzen

- Mitglied der IEC61400-3 working group
- FE-Software: ANSYS, ASAS, LPile
- Lastsimulation: Flex5, Bladed, HAWC2
- Programmierung: C#, EXCEL/VBA
- MS Project, MS Visio

Publications | LinkedIn

Übersicht der angebotenen Dienstleistungen

  1. Lagespezifische Leistungen
  2. Laststudien
  3. Lastprüfung
  4. Due Dilligence / Owners eng.

Lagespezifische Leistungenwindrad bild

  • Vollintegrierte Wind-Wellen-Lastsimulation
  • Management und technische Führung von
    integrierten Lastanalyseprozessen
  • Hydrodynamische Lastberechnung
  • Interpretation von Seegangsdaten
  • Erdbebendesign u. seismische Lastermittlung
  • Clusterkonzeptentwicklung

LASTSTUDIENwindrad bild

  • Konzeptdesignstudien
  • Machbarkeitsstudien
  • Laststudien für Umgebungsparameter
  • Sensitivitätsstudien / dynamische Bewertung
  • Laststudien zur Regleroptimierung
  • Lastbewertung für Lebensdauerverlängerung

LASTPRÜFUNGwindrad bild

  • Lastprüfung im Rahmen eines BSH
    projektspezifischen Designprozesses
    (basic/detailed design)
  • Turbinen- und Tragstruktur Lastprüfung
  • BSH akkreditiert
  • Prüfung von Grundlagendokumenten (Design
    Basis / Design Briefs)

DUE DILIGENCE / OWNERS ENG.windrad bild

  • Unterstützung in Due Diligence Prozessen mit
    techn. Lastexpertise
  • Lastprozess- und Dokumentationsprüfung und
    Beratung als Drittmeinung („Owners Engineer”)
  • Erstellung von Design Basis Dokumenten

Auszug der lastspezifischen Designerfahrungen

PROJEKTORT
Zeitspanne

Umfang der Dienstleistunge (Scope)

Vereinigtes Königreich
2020

Lagespezifische vollintegrierte Lastanalyse (BLADED)

Deutschland
2019 – 2020

Einzelstandort – dynamische Lastanalyse (JBOOST)

Taiwan
2019 - 2020

Lagespezifische hydrodynamische Lastanalyse
Lagespezifische seismische Lastanalyse

Deutschland
2015 - 2016

Lagespezifische vollintegrierte Lastanalyse (FLEX5)
Lagespezifische hydrodynamische Lastanalyse

Deutschland
2016 -2017

Lagespezifische vollintegrierte Lastanalyse (FLEX5)
Lagespezifische hydrodynamische Lastanalyse

Deutschland
2016

Lagespezifische vollintegrierte Lastanalyse (FLEX5)
Lagespezifische hydrodynamische Lastanalyse

Vereinigtes Königreich
2014

Lagespezifische vollintegrierte Lastanalyse (FLEX5)
Lagespezifische hydrodynamische Lastanalyse

Deutschland
2018 -2019

Lagespezifische vollintegrierte Lastanalyse zur Optimierung
der Reglereinstellungen (BLADED)

Vereinigtes Königreich
2018

Prüfung und Beratung des Lastrechnungsprozesses (FLEX5)

Validierungsprojekte
2018 - 2020

Validierung eines aeroelastischen Simulationscode (BLADED)
Validierung eines aeroelastischen Simulationscode (FLEX5)

Konzeptstudien
weltweit: 2017 - 2020

>20 Lastanalysen für Konzeptdesign / FEED studies (Wind /
Welle / Erdbeben / Eis) für internationale Projekte (BLADED)

Hydrodynamische Lastkompetenz

Das JBO Software Toolset JBOOST erlaubt eine effektive hydrodynamische Lastanalyse am Gesamtsystem,
im Zeit oder im Frequenzbereich. Die Kerneigenschaften sind unten aufgelistet:

Zeitbereich Hydrodynamik

  • Wellenlastberechnungen gem. nach IEC61400-3-1 (2019) oder DNVGL-ST-0437 (2016)
  • Hochaufgelöste hydrodynamische Koeffizienten (räumlich und zeitlich)
  • Einbettung nichtlinearer Extremwellen in den Seegang
  • Berücksichtigung des Wellenbrechens gem. neuester Forschungsergebnisse (spilling, plunging)
  • Effiziente Generierung von Lastzeitreihen für eine vollständig integrierte Lastanalyse
  • Fortgeschrittene Methoden zur impliziten Integration extremer Stromgeschwindigkeiten in die Stream-Funktionsformulierung
  • Fortgeschrittene Methoden zur Interpretation und Kondensation von Met Ocean-Daten für die Lastanalyse
  • Berücksichtigung der Belastung aus unidirektionalen oder bidirektionalen Seezuständen (Dünung + Windsee)
  • Bestehende und geschulte hydrodynamische Lastaustauschschnittstellen zum WTG-Lieferanten

Frequenzbereich Hydrodynamik

  • Berechnung von konzeptionellen FLS Tragstrukturlasten innerhalb von Sekunden basierend auf minimalen Turbinendaten (Monopile)
  • Nachweis der Methodik in mehr als 4 detaillierten Design-Prozessen
  • Berücksichtigung der standortspezifischen Struktur- und Umgebungsbedingungen
  • Lastermittlung zur Einzelstandortbemessung als Optimierungsaufgabe im Designprozess
  • Die Methode wurde in mehreren Windparkprojekten für die detaillierte Gestaltung einzelner Standorte zertifiziert
  • Integration von Turbinenparametern (detaillierte Dämpfungsannahmen)
  • Durchführung von detaillierten Parameterstudien zur Designoptimierung von z.B. Durchmessern, Bodensteifigkeiten, Dämpfung, Konus Positionen, Turbinentypen etc.
  • Ermöglicht die Konvergenzbeschleunigung des integrierten Lastanalyseprozesses
  • Integration aerodynamischer Windlasten

DIe Jörss – Blunck – Ordemann GmbH war und ist bezüglich der hydrodynamischen Lastermittlung in verschiedensten Rollen in Offshore-Wind Designprozessen
involviert (bezüglich der hydrodynamischen Lastermittlung):

  • Bereitstellung von hydrodynamische Lastzeitreihen zur Einbindung in Turbinensoftware (Zeitbereich)
  • Durchführung von vollintegrierten Lastanalysen basierend auf JBO hydrodynamischen Lasten (Zeitbereich)
  • Einzelstandort-Design basierend auf Frequenzbereichsmethoden
  • Prüfung von hydrodynamischen Lasten mittels Frequenz- und Zeitbereichsanalysen
  • Hydrodynamische Lasten für Vordesignstudien (Frequenz- und Zeitbereich)


Angewandte fortgeschrittene Methoden wurden in mehreren Projekten von Zertifizierern bestätigt.
Weitere hydrodynamische Lastdienstleistung für das Sekundärstahl-Design werden angeboten (wave run-up
impact, vortex-induced vibrations, usw.)

Erdbebenlastermittlungskompetenz

Seismische Analysen in der Ausführungs- und Konzeptphase wurden bereits durchgeführt für Windparks in Erdbebenregionen (Taiwan, Südkorea).
In der Rolle des Fundament-Designers wurden folgende Verantwortlichkeiten abgedeckt:

  • Verantwortung für Erdbebeneinwirkungen
    inkl. Interpretation der seismischen Messdaten
  • Entwicklung des Clusterkonzeptes für die Erdbebenanalyse
  • Konstruktionsprüfung für seismische Lasteinwirkung

Prüftätigkeiten Offshore / WKP

Jedes Detail auf dem Prüfstand

Die Jörss – Blunck – Ordemann GmbH ist mit seiner Prüfstelle Offshore als Prüfsachverständiger für Tragstrukturen sowie als Prüfbeauftragter des BSH tätig. Zertifizierungsgrundlage ist der BSH Standard 7005:2015-12.
Die Prüfstelle arbeitet unter Leitung von Herrn Dr.-Ing. Gerrit Haake mit hauseigenen Experten aus den Bereichen Stahlbau, Betonbau, Verbindungen (Grout, Flansch etc.), Schweißen (Schweißfachingenieure), FROSIO III, Geotechnik, Lastenrechnung, Strukturdynamik und -monitoring, sowie weiteren externen Experten für betriebliche Komponenten.

Seit dem Jahr 2015 liegt ein Schwerpunkt auf der Begleitung von Offshore-Windparks während ihrer Betriebsphase, der sich in folgenden Prüftätigkeiten ausdrückt:

  • Jährliche Wiederkehrende Prüfungen (WKP)
    Prüfsachverständigenbericht für Tragstrukturen
    Ausstellung der Prüfberichte [BSH-Dok. 250 / 450 / 550]
    sowie der Konformitätsbescheinigungen [BSH-Dok. 252 / 452 / 551]
  • Großkomponententausche / Reparaturmaßnahmen, die einer Prüfung in Anlehnung an die
    Ausführungsphase gem. BSH Standard bedürfen
    Ausstellung des Prüfberichts [BSH-Dok. 251]
  • Modifikationen / Umbauten, die einer Prüfung in Anlehnung an die Designphase und
    Ausführungsphase gem. BSH Standard bedürfen
    Ausstellung des Prüfberichts [BSH-Dok. 251]
  • Fortschreibung des Konzepts für Wiederkehrende Prüfungen inkl. Prüf- und Inspektionsplan
    Ausstellung des Prüfberichts in Anlehnung an [BSH-Dok. 248]
  • Änderungen am Betriebshandbuch
    Ausstellung des Prüfberichts in Anlehnung an [BSH-Dok. 246]

Dabei nimmt der Prüfbericht zur WKP eine besondere Stellung ein, da hier alle relevanten Inspektionen, Wartungen, Reparaturen
und baulichen Veränderungen innerhalb der jährlichen Kampagne zusammengefasst werden.
Zudem werden bestehende Auflagen aus dem Projektzertifikat oder aus einem der oben aufgeführten Prüfberichte fortgeführt
und bei entsprechendem Nachweis geschlossen. JBO führt im Zuge der Prüfungen folgende Leistungen durch:

  • Stichprobenartige Begleitung von Inspektionen bzw. Reparatur- und Umbauarbeiten an Offshore-Tragstrukturen (alle gängigen Offshore-Zertifikate sowie Schutzausrüstung (PSA) liegen vor)
  • Verbesserung der Inspektionsabläufe durch Vor- und Nachbesprechungen sowie Schulungen von Personal, das die Inspektionen vor Ort durchführt
  • Sachverständigenprüfung zur WKP Tragstruktur oder Reparatur- und Umbauarbeiten auf Basis von Inspektions- und Untersuchungsberichten inkl. Bewertung von Befunden und Erstellung eines Prüfsachverständigenberichts.
  • Prüfung der WKP eines gesamten Windparks (Tragstruktur, Betriebsstruktur, Seekabel) bzw. Reparatur- und Umbauarbeiten auf Konformität mit dem BSH Standard und ggf. Definition von Auflagen.
  • Ausstellung von Konformitätsbescheinigungen gem. BSH Standard Konstruktion zu einem Prüfbericht
  • Teilnahme an Statusgesprächen mit dem BSH und Klärung offener Fragen.

Ihr Ansprechpartner

Dr.-Ing. Gerrit Haake

Schlüsselqualifikationen
- Erfahrung im Offshore-Wind seit 2004
- Erfahrung in der integralen Lastanalyse, Projekt- und Typenzertifizierung
- Expertenwissen in struktureller Dynamik
- Erfahrung in der Einstellung des Reglers zur Reduzierung der Last
- Bewertung von Unterstützungsstrukturen anhand von Fallstudien
- Validierung von Lasten durch Messungen (zur Typenzertifizierung)
- Mitglied mehrerer Richtlinienarbeitskreise
- Akquisition und Management mehrerer F & E-Projekte
- Wiederkehrende Prüfungen und Zertifizierung nach BSH
- Prüfung und Zertifizierung von Reparaturarbeiten, Änderungen und Austausch von Bauteilen (Großkomponententausch) gemäß BSH
- Erstellung / Prüfung von WKP-Konzepten
- Erstellung einer Entwurfsgrundlage / Design Basis für Projektentwickler

Weitere Kompetenzen

- FEM Programme: ANSYS, RStab, Stab2D, FEAP
- Programmierung: MATLAB, Java, Visual Basic
- Lastsimulation: Bladed, S4WT
- Dokumentenmanagement System: Teamcenter, EcoDoc

Publications

Zu weiteren Fragen erteilen wir gerne Auskunft