Mobiles Erfassungssystem für lokale marine Umweltdaten

• Fachliche Zuordnung: Systemtechnik
• Förderung: Förderung in 2025
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 556350625

Der Lehrstuhl für Schiffbau der Universität Rostock beantragt Mittel für die Beschaffung eines mobilen Messsystems zur Erfassung lokaler Seegangs-, Wind- und Strömungsdaten an Bord von Schiffen oder auf Plattformen. Das System besteht sensorseitig aus zwei Komponenten: einem X-Band Radar mit nachgeschalteter Prozessoreinheit, dass Seegangs- und Strömungsparameter aus der Radarrückstreuung misst, sowie einem hochpräzisen Ultraschall-Anemometer zur Messung von Windgeschwindigkeit und -richtung. Ein mit einer speziellen Software ausgestatteter Server dient der Verarbeitung und Speicherung der Rohdaten. Die Kenntnis lokaler Umweltdaten stellt einen wichtigen Baustein auf dem Weg zu einem besseren Verständnis des Leistungsverhaltens von Schiffen unter realen Betriebsbedingungen dar. Dieses Thema ist zugleich der zentrale Leitfaden des Forschungsportfolios des LSB und vorheriger Forschungsaktivitäten des Antragstellers. Mit der Einführung von gesetzlichen Grenzwerten für den CO2-Austoss von Seeschiffen durch die International Maritime Organisation sind Einflussfaktoren auf Schiffsperformance-Indikatoren wie den Carbon Intensity Indicator in den Fokus von Schiffseignern und -entwerfern gerückt. Die an der momentanen Position eines Schiffes vorherrschenden Umweltbedingungen sind hierbei von zentraler Bedeutung. Seegang verursacht Schiffsbewegungen und erzeugt ebenso wie Wind einen Zusatzwiderstand, der durch Steigerung der Antriebsleistung überwunden werden muss. Die lokalen Strömungsverhältnisse beeinflussen zudem die Geschwindigkeit eines Schiffes über Grund. Insbesondere lokale Seegangsdaten werden üblicherweise über externe Wetteranbieter bezogen und beruhen auf zeitlich grob aufgelösten Vorhersagemodellen, mit z.T. erheblichen Unsicherheiten. Dies führt zu Ungenauigkeiten in der Bewertung des Einflusses auf das Leistungsverhalten von Schiffen. Ein weiterer Anwendungsbereich für das beantragte Gerät ist die Einbindung in Entscheidungshilfesysteme für marine Operationen an Bord von Offshore-Arbeitsschiffen. Die Kenntnis lokaler Umweltbedingungen kann genutzt werden, um günstige Wetterfenster für sensible Operationen wie z.B. Kranbetrieb oder das Versetzen von Personal auf Offshore-Windanlagen zu ermitteln. Montiert an feststehenden Offshore-Plattformen eignet sich das Gerät zudem zur Aufzeichnung mariner Umweltdaten über längere Zeiträume. Dies dient der Erzeugung statistischer Datengrundlagen wie Wave Scatter Diagrammen (Häufigkeitsverteilung für das Auftreten bestimmter Wellenhöhen und -perioden) für ein bestimmtes Seegebiet. Für erste Messkampagnen soll das Forschungsschiff LIMANDA der interdisziplinären Fakultät der Universität Rostock genutzt werden. Es ist jedoch mit relativ geringem Aufwand möglich, das Gerät an Bord verschiedener Schiffe zu installieren, um temporäre Messungen durchzuführen. Ein weiterer konkreter Standort zur Nutzung des Gerätes ist die Forschungsplattform am künstlichen Riff Nienhagen.

• DFG-Verfahren: Forschungsgroßgeräte
• Großgeräte: Mobiles Erfassungssystem für lokale marine Umweltdaten
• Gerätegruppe: 6670 Radaranlagen (außer Distanzmesser 062 und Doppler-Radar 664 und 886)
• Antragstellende Institution: Universität Rostock
• Leiter: Professor Dr.-Ing. Florian Sprenger