DE102020123375A1 - Schwimmfähige Offshore-Windkraftanlage - Google Patents

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    • Y02E10/70—Wind energy
    • Y02E10/727—Offshore wind turbines

Abstract

Die Anmeldung betrifft eine schwimmfähige Offshore-Windkraftanlage (100, 200, 300, 400), umfassend mindestens ein schwimmfähiges Fundament (104, 204, 304), umfassend mindestens einen Schwimmkörper (106, 206, 30), mindestens eine Verankerungsanordnung (108), eingerichtet zum Befestigen der Offshore-Windkraftanlage (100, 200, 300, 400) an einem Unterwasserboden (116, 216, 316) in einem Verankerungszustand der Offshore-Windkraftanlage (100, 200, 300, 400), und mindestens eine Höhenverstelleinrichtung (112, 212, 312), eingerichtet zum Verändern des vertikalen Abstands (120, 220, 320) des schwimmfähigen Fundaments (104, 204, 304) zu einer Unterwasserbodenoberfläche (118, 218, 318) des Unterwasserbodens (116, 216, 316) und/oder zu einer Wasseroberfläche (114, 214, 314) während des Verankerungszustands, basierend auf mindestens einem bestimmten meteorologischen Umgebungsparameter der Offshore-Windkraftanlage (100, 200, 300, 400).

Description

  • Die Anmeldung betrifft eine schwimmfähige Offshore-Windkraftanlage, umfassend mindestens ein schwimmfähiges Fundament, umfassend mindestens einen Schwimmkörper, und mindestens eine Verankerungsanordnung, eingerichtet zum Befestigen der Offshore-Windkraftanlage an einem Unterwasserboden in einem Verankerungszustand der Offshore-Windkraftanlage. Darüber hinaus betrifft die Anmeldung einen Offshore-Windpark, ein Verfahren und ein schwimmfähiges Fundament.
  • Zur Bereitstellung von elektrischer Energie aus so genannten erneuerbaren Energiequellen werden vermehrt Windenergiesysteme bzw. Windparks mit mindestens einer Windkraftanlage eingesetzt. Eine Windkraftanlage ist insbesondere zum Wandeln der kinetischen Windenergie in elektrische Energie eingerichtet.
  • Um den Energieertrag bei derartigen Systemen zu steigern, werden Windparks vermehrt an Standorten mit einer hohen Windwahrscheinlichkeit angeordnet. Insbesondere Offshore-Standorte zeichnen sich üblicherweise durch relativ kontinuierliche Windbedingungen und hohe durchschnittliche Windgeschwindigkeiten aus, so dass vermehrt so genannte Offshore-Windenergiesysteme bzw. Offshore-Windparks errichtet werden.
  • In der Regel weist ein Offshore-Windpark eine Vielzahl an Offshore-Bauwerken auf, wie eine Vielzahl von Offshore-Windkraftanlagen und mindestens eine Offshore-Umspannstation, über die der Offshore-Windpark elektrisch beispielsweise mit einer Onshore-Umspannstation oder einer weiteren Offshore-Umspannstation bzw. Offshore-Konverterstation verbunden ist.
  • Eine Onshore-Umspannstation wiederum kann mit einem öffentlichen Stromnetz verbunden sein. Zum Übertragen von elektrischer Energie zwischen zwei Offshore-Bauwerken oder einem Offshore-Bauwerk und einem Onshore-Bauwerk sind Energiekabel in Form von Seekabeln verlegt.
  • Während es bisher bei Offshore-Windparks üblich war, diese durch eine Gründungsstruktur (z.B. Monopile-, Tripod-, Tripile- oder Jacket-Gründungen) auf bzw. in dem Unterwasserboden, insbesondere einem Meeresboden, zu verankern, gibt es vermehrt Überlegungen dazu, schwimmende Offshore-Bauwerke, beispielsweise schwimmende Offshore-Windkraftanlagen, zu installieren, um insbesondere in Gebieten mit einer großen Wassertiefe, beispielsweise von mehr als 150 m, Offshore-Windparks zu installieren.
  • Eine schwimmfähige bzw. schwimmende Offshore-Windkraftanlage weist mindestens ein schwimmfähiges Fundament mit mindestens einem Schwimmkörper auf. Auf dem schwimmfähigen Fundament ist die Windkraftvorrichtung mit einer Windturbine installiert.
  • Für einen (dauerhaften) stationären Betrieb der Offshore-Windkraftanlage wird diese an dem Unterwasserboden (in der Regel ein Meeresboden) durch mindestens eine Verankerungsanordnung befestigt. Die mindestens eine Verankerungsanordnung ist eingerichtet zum Befestigen der Offshore-Windkraftanlage an einem Unterwasserboden in einem Verankerungszustand der Offshore-Windkraftanlage.
  • Im Stand der Technik werden vorab Messungen und/oder Vorhersagen von meteorologischen Umgebungsparametern (z.B. durchschnittliche Windgeschwindigkeit und Richtung) durchgeführt. Diese dienen als Grundlage für die Installation des Offshore-Windparks. So werden die Offshore-Windkraftanlagen anhand dieser Messungen und/oder Vorhersagen installiert und insbesondere bei der Installation einmalig insbesondere in Hauptwindrichtung ausgerichtet.
  • Zwar kann hierdurch erreicht werden, dass ein installierter schwimmfähiger Offshore-Windpark hinsichtlich einer meteorologischen Hauptumgebungsbedingung (also einer vornehmlich vorherrschenden meteorologischen Umgebungsbedingung) optimiert ist und daher bei entsprechenden tatsächlich vorliegenden meteorologischen Bedingungen die Leistungserzeugung maximiert ist, also der Leistungsertrag optimiert ist. Jedoch können sich die Umgebungsbedingungen während des Betriebs des Offshore-Windparks ändern. Bei einer veränderten meteorologischen Umgebungsbedingung ist der Leistungsertrag bei den aus dem Stand der Technik bekannten Offshore-Windparks jedoch gering.
  • Daher liegt der Anmeldung die Aufgabe zugrunde, eine schwimmfähige Offshore-Windkraftanlage bereitzustellen, welche eine Maximierung des Leistungsertrags des Offshore-Windparks während des stationären Betriebs der mindestens einen Offshore-Windkraftanlage auch bei wechselnden meteorologischen Umgebungsbedingungen ermöglicht.
  • Die Aufgabe wird gemäß einem ersten Aspekt der Anmeldung gelöst durch eine schwimmfähige Offshore-Windkraftanlage nach Anspruch 1. Die Offshore-Windkraftanlage umfasst mindestens ein schwimmfähiges Fundament, umfassend mindestens einen Schwimmkörper. Die Offshore-Windkraftanlage umfasst mindestens eine Verankerungsanordnung, eingerichtet zum Befestigen der Offshore-Windkraftanlage an einem Unterwasserboden in einem Verankerungszustand der Offshore-Windkraftanlage. Die Offshore-Windkraftanlage umfasst mindestens eine Höhenverstelleinrichtung, eingerichtet zum Verändern des vertikalen Abstands des schwimmfähigen Fundaments zu einer Unterwasserbodenoberfläche des Unterwasserbodens und/oder zu einer Wasseroberfläche während des Verankerungszustands, basierend auf mindestens einem bestimmten meteorologischen Umgebungsparameter der Offshore-Windkraftanlage.
  • Insbesondere kann die Höhenverstelleinrichtung eingerichtet sein zum Verändern des vertikalen Abstands des schwimmfähigen Fundaments zu der Unterwasserbodenoberfläche während des Verankerungszustands, basierend auf mindestens einer vorgegebenen meteorologischen Umgebungsbedingung und mindestens einem bestimmten bzw. bereitgestellten meteorologischen Umgebungsparameter der Offshore-Windkraftanlage.
  • Indem im Gegensatz zum Stand der Technik anmeldungsgemäß eine schwimmfähige Offshore-Windkraftanlage bereitgestellt wird, bei der der vertikale Abstand zur Unterwasserbodenoberfläche und damit die Nabenhöhe der Offshore-Windkraftanlage verändert werden kann, abhängig von den (augenblicklich) gemessenen und/oder vorhergesagten meteorologischen Bedingungen an dem Installationsort der Offshore-Windkraftanlage, wird eine Maximierung des Leistungsertrags der Offshore-Windkraftanlage, insbesondere des Offshore-Windparks, (während des stationären Betriebs) auch bei wechselnden meteorologischen Umgebungsbedingungen ermöglicht.
  • Insbesondere verfügt eine anmeldungsgemäße Offshore-Windkraftanlage über eine Höhenverstelleinrichtung, die abhängig von den meteorologischen Bedingungen an dem Installationsort der Offshore-Windkraftanlage eine Verstellung des vertikalen Abstands zwischen Fundament und Unterwasserbodenoberfläche zumindest zwischen zwei unterschiedlichen Abständen erlaubt, so dass insbesondere die Leistungsgenerierung optimiert werden kann.
  • Die anmeldungsgemäße Offshore-Windkraftanlage ist eine schwimmfähige Offshore-Windkraftanlage. Die Offshore-Windkraftanlage umfasst mindestens ein schwimmfähiges Fundament. Auf dem mindestens einen Fundament ist insbesondere die Windkraftvorrichtung angeordnet, umfassend Turm, Gondel, Rotor, Generator etc.
  • Das mindestens eine schwimmfähige Fundament umfasst mindestens einen Schwimmkörper. Ein Schwimmkörper bzw. Auftriebskörper ist insbesondere aufgrund seines Auftriebs durch Verdrängung nach dem archimedischen Prinzip selbständig schwimmfähig. Schwimmkörper können beispielsweise hohl sein und mit Luft oder mit einem leichten Feststoff gefüllt sein. Insbesondere kann das schwimmfähige Fundament den Schwimmkörper im Wesentlichen bilden.
  • Das schwimmfähige Fundament kann vorzugsweise ein sogenanntes Barge-Fundament, Semi-Submersible-Fundament, Spar-Fundament und/oder Tension Leg Platform (TLP) Fundament sein. Es versteht sich, dass bei anderen Varianten der Anmeldung auch andere Arten von schwimmfähigen Fundamenten vorgesehen sein können.
  • Ein schwimmfähiges Fundament ist anmeldungsgemäß über mindestens eine Verankerungsanordnung an dem Unterwasserboden befestigt bzw. verankert. Insbesondere kann eine Mehrzahl (z.B. drei oder vier) von Verankerungsanordnungen für die Befestigung vorgesehen sein.
  • Eine anmeldungsgemäße Verankerungsanordnung kann über eine Ankerverbindung verfügen, insbesondere in Form eines Ankerseils oder einer Ankerkette. Ein Ende der Ankerverbindung ist an dem Fundament befestigt und das andere Ende an mindestens einem Anker (z.B. Gewichtsanker, Torpedoanker etc.). Der Anker kann zumindest teilweise in dem Unterwasserboden eingegraben sein.
  • Der Zustand, in dem das Fundament und damit die Offshore-Windkraftanlage durch die mindestens eine Verankerungsanordnung an dem Unterwasserboden befestigt sind, wird vorliegend insbesondere Verankerungszustand des Fundaments bzw. der Offshore-Windkraftanlage genannt.
  • Anmeldungsgemäß ist erkannt worden, dass durch eine Höhenverstellungseinrichtung der vertikale Abstand (bzw. die vertikale Höhe zur Wasserlinie) der Offshore-Windkraftanlage verändert werden kann. Insbesondere ist erkannt worden, dass durch eine vertikale Höhenverstellung der Energieertrag, insbesondere des gesamten Offshore-Windparks, verbessert werden kann, wenn die Veränderung des vertikalen Abstands von mindestens einem (augenblicklich vorliegenden und/oder für eine bestimmte zukünftige Zeitspanne vorhergesagten) meteorologischen Umgebungsparameter abhängt.
  • Der mindestens eine bestimmte meteorologische Umgebungsparameter ist insbesondere ein bereitgestellter meteorologischer Umgebungsparameter. Insbesondere kann dieser mindestens eine Parameter von mindestens einer meteorologischen Messvorrichtung (z.B. Messmast) des Offshore-Windparks und/oder einem meteorologischen Dienst bereitgestellt werden. Abhängig von einer Auswertung des mindestens einen meteorologischen Umgebungsparameters kann die vertikale Höhe bzw. der vertikale Abstand geändert werden (oder unverändert gelassen werden).
  • Vorzugsweise kann der mindestens eine bestimmte meteorologische Umgebungsparameter und die mindestens eine vorgegebene meteorologische Umgebungsbedingung ausgewertet werden. Eine meteorologische Umgebungsbedingung (bzw. -kriterium) umfasst insbesondere mindestens einen meteorologischen Umgebungsparameterbereich. Bei der Auswertung kann geprüft werden, ob der bestimmte, insbesondere bereitgestellte, meteorologische Umgebungsparameter in dem mindestens einen Umgebungsparameterbereich liegt oder nicht. Anders ausgedrückt, kann überprüft werden, ob der mindestens eine meteorologische Umgebungsparameter(-wert) die mindestens eine Umgebungsbedingung erfüllt oder nicht.
  • Abhängig davon kann der vertikale Abstand zwischen Fundament (beispielsweise kann die Unterseite der Bezugspunkt sein) und der Unterwasserbodenoberfläche (beispielsweise kann die augenblickliche Oberfläche des Unterwasserbodens der weitere Bezugspunkt sein) bzw. zwischen Fundament (beispielsweise kann die Unterseite der Bezugspunkt sein) und der Wasseroberfläche verändert werden, also erhöht oder reduziert werden (oder unverändert gelassen werden). Anders ausgedrückt kann der vertikale Abstand zwischen Gondel und Wasserlinie verändert werden, also erhöht oder reduziert werden (oder unverändert gelassen werden).
  • Es sei angemerkt, dass nachfolgend teilweise auch nur von einer Veränderung des vertikalen Abstands zur Unterwasserbodenoberfläche gesprochen wird. Es versteht sich, dass in der Regel mit einer Änderung des vertikalen Abstands zur Unterwasserbodenoberfläche eine entsprechende Änderung des vertikalen Abstands zur Wasseroberfläche einhergeht.
  • Gemäß einer Ausführungsform der anmeldungsgemäßen Offshore-Windkraftanlage können zumindest eine erste meteorologische Umgebungsbedingung und eine zweite, sich von der ersten Umgebungsbedingung unterscheidende, meteorologische Umgebungsbedingung vorgegeben sein. Beispielsweise in Installationsregionen mit zwei Hauptwindrichtungen (z.B. Sommermonsun und Wintermonsun) kann eine entsprechende erste und zweite meteorologische Umgebungsbedingung vorgesehen sein. Bei anderen Varianten der Anmeldung können auch drei oder mehr unterschiedliche meteorologische (typische) Umgebungsbedingungen vorgesehen sein.
  • Bei einer Detektion, dass die erste meteorologische Umgebungsbedingung durch den (mindestens einen) bestimmten meteorologischen Umgebungsparameter erfüllt ist (beispielsweise kann detektiert/geprüft werden, ob der mindestens eine bestimmte meteorologische Umgebungsparameter in dem mindestens einen ersten Umgebungsparameterbereich der ersten Umgebungsbedingung liegt (oder nicht)), kann die Höhenverstelleinrichtung eingerichtet sein zum Verändern des vertikalen Abstands durch Einstellen eines ersten der ersten meteorologischen Umgebungsbedingung zugeordneten vertikalen Abstands.
  • Bei einer Detektion, dass die zweite meteorologische Umgebungsbedingung durch den bestimmten meteorologischen Umgebungsparameter erfüllt ist (beispielsweise kann detektiert/geprüft werden, ob der mindestens eine bestimmte meteorologische Umgebungsparameter in dem mindestens einen zweiten Umgebungsparameterbereich der zweiten meteorologischen Umgebungsbedingung liegt (oder nicht)), kann die Höhenverstelleinrichtung eingerichtet sein zum Verändern des vertikalen Abstands durch Einstellen eines zweiten der zweiten Umgebungsbedingung zugeordneten vertikalen Abstands.
  • Insbesondere können die beschriebenen Zuordnungen in einer Datenspeicheranordnung gespeichert sein. In einfacher Weise kann bei einer Änderung der meteorologischen Umgebungsbedingung am Installationsort eine bestimmte Veränderung des vertikalen Abstands bewirkt werden.
  • Ein Einstellen eines zugeordneten vertikalen Abstands meint insbesondere, dass der augenblickliche Abstand um einen bestimmten Wert verändert wird. Vorzugsweise kann jeder meteorologischen Umgebungsbedingung ein einzustellender vertikaler Abstand zugeordnet sein, insbesondere in Form eines Höhensollwerts. Mit diesem Höhensollwert kann eine Höhenverstelleinrichtung ansteuerbar sein, derart, dass diese eine Veränderung des vertikalen Abstands entsprechend dem Höhensollwert vornimmt.
  • Gemäß einer weiteren Ausführungsform der anmeldungsgemäßen Offshore-Windkraftanlage kann der mindestens eine bestimmte meteorologische Umgebungsparameter ausgewählt sein aus der Gruppe, umfassend:
    • - Windrichtung (gemessen und/oder prognostiziert),
    • - Windstärke (gemessen und/oder prognostiziert),
    • - Wellenhöhe (gemessen und/oder prognostiziert).
  • Diese meteorologischen Umgebungsparameter sind besonders relevant für die Energieerzeugung durch eine Offshore-Windkraftanlage.
  • Insbesondere ist erkannt worden, dass die Wellenhöhe den Kippwinkel der schwimmfähigen Offshore-Windkraftanlage und damit die erzeugbare elektrische Leistung beeinflussen kann. Überschreitet der Kippwinkel einen bestimmten Grenzwert (z.B. zwischen 10° und 20°), dann reduziert sich die erzeugbare elektrische Energie bzw. Leistung. Beispielsweise kann bei einem Wellengang über einem bestimmten Grenzwert (x m Wellenhöhe) der Abstand zur Unterwasserbodenoberfläche daher verringert werden. Hierdurch kann der Kippwinkel verringert und damit der Ertrag gesteigert werden.
  • Vorzugsweise können zwei, vorzugsweise sämtliche der genannten meteorologischen Umgebungsparameter bestimmt und insbesondere bereitgestellt werden. Bei weiteren Varianten der Anmeldung kann, alternativ oder zusätzlich, mindestens ein weiterer meteorologischer Umgebungsparameter (z.B. Niederschlag, Sonneneinstrahlung etc.) bereitgestellt werden.
  • Darüber hinaus kann, gemäß einer bevorzugten Ausführungsform einer anmeldungsgemäßen Offshore-Windkraftanlage, die Höhenverstelleinrichtung mindestens einen mit einem Ballastmedium (vorzugsweise Wasser, insbesondere Meerwasser) befüllbaren Ballasttank umfassen. Vorzugsweise kann der mindestens eine Ballasttank in dem mindestens einen Fundament integriert sein. Auch kann ein Ballasttank an der Außenseite eines Fundaments angebracht sein.
  • Wenn zwei oder mehr Fundamente bzw. Fundamentelemente vorgesehen sind, kann jedes Fundament über einen Ballasttank verfügen. Der mindestens eine Ballasttank kann insbesondere so angeordnet sein, dass eine Befüllung/Entleerung zu einer rein vertikalen Bewegung des Fundaments führt. Bei einer Mehrzahl von Ballasttanks, kann die Befüllung/Entleerung insbesondere synchron gesteuert werden, so dass eine nahezu gleichmäßige Befüllung/Entleerung der mindestens zwei Ballasttanks erfolgen kann.
  • Die Höhenverstelleinrichtung kann mindestens eine Ballastmediumförderanordnung umfassen, eingerichtet zum Verändern des Füllstands und/oder der Gesamtdichte des mindestens einen Ballasttanks. Die Ballastmediumförderanordnung kann in oder an dem Fundament angeordnet sein. Durch eine Änderung des Füllstands und/oder der Gesamtdichte wird insbesondere der genannte vertikale Abstand verändert. Bei dieser Ausführungsform kann ein Höhensollwert eine Sollfüllmenge (z.B. voll, halbvoll, leer, x Liter etc.) sein. Entsprechend einem vorgegebenen derartigen Höhensollwert kann die Ballastmediumförderanordnung den Füllstand und/oder die Gesamtdichte des Ballasttanks verändern, um den genannten vertikalen Abstand zu verändern.
  • Besonders bevorzugt kann die Ballastmediumförderanordnung mindestens eine Pumpvorrichtung sein, eingerichtet zum Verändern des Füllstands des Ballasttanks durch aktives Fördern des Ballastmediums in den Ballasttank hinein und/oder durch aktives Fördern des Ballastmediums aus dem Ballasttank heraus. Insbesondere wenn ein aktives Fördern des Ballastmediums aus dem Ballasttank heraus vorgesehen ist, kann ein Befüllen passiv durch Öffnen einer Tanköffnung erfolgen. Insbesondere wenn ein aktives Fördern des Ballastmediums in den Ballasttank hinein vorgesehen ist, kann ein Entleeren passiv durch Öffnen einer Tanköffnung erfolgen. Vorzugsweise kann jedoch sowohl für das Befüllen als auch das Entleeren zumindest eine Pumpvorrichtung vorgesehen sein.
  • Das Einstellen eines bestimmten Füllstands kann durch ein Steuermodul (vorzugsweise ein Regelmodul mit mindestens einem geeigneten Regler) gesteuert werden. Ein Füllstandsmesselement kann zur Überwachung des Füllstands eingesetzt werden. Hierdurch kann ein vorgegebener Höhensollwert in Form einer Sollfüllmenge in zuverlässiger Weise eingestellt werden.
  • Alternativ oder zusätzlich kann, gemäß einer weiteren Ausführungsform der anmeldungsgemäßen Offshore-Windkraftanlage, die Höhenverstelleinrichtung mindestens eine mit dem schwimmfähigen Fundament verbundene Gewichtsanordnung umfassen, die zumindest zwischen einem auf dem Unterwasserbodenoberfläche abgesenkten Zustand und einem von dem Unterwasserbodenoberfläche abgehobenen Zustand veränderbar ist, beispielsweise durch eine geeignete Hebeeinrichtung.
  • Insbesondere kann die Gewichtsanordnung eine Gewichtsverbindung (z.B. ein Ankerseil und/oder eine Ankerkette) umfassen, die mit dem Fundament verbunden sein kann. Das andere Ende der Gewichtsverbindung kann mit einem Gewichtselement verbunden sein. In einem abgesenkten Zustand kann das Gewichtselement auf der Unterwasserbodenoberfläche abgelegt bzw. abgesenkt sein. In diesem Zustand wird insbesondere nahezu keine Gewichtskraft durch das mindestens eine Gewichtselement der Gewichtsanordnung auf das Fundament ausgeübt.
  • In einem abgehobenen Zustand kann das Gewichtselement von der Unterwasserbodenoberfläche abgehoben sein, also diese nicht mehr kontaktieren. In diesem Zustand wird insbesondere eine Gewichtskraft (entsprechend dem Gewicht des Gewichtselements der Gewichtsanordnung) durch das mindestens eine Gewichtselement der Gewichtsanordnung auf das Fundament ausgeübt. Durch eine Verstellung zwischen den genannten Zuständen kann eine Veränderung des genannten vertikalen Abstands bewirkt werden.
  • Ferner kann bei einer weiteren Ausführungsform der anmeldungsgemäßen Offshore-Windkraftanlage kann, alternativ oder zusätzlich, die Offshore-Windkraftanlage mindestens eine mit mindestens einer Ankerverbindung gekoppelte Windeneinrichtung umfassen. Die Windeneinrichtung kann eingerichtet sein zum Verändern der Länge der Ankerverbindung zwischen dem Anker und dem schwimmfähigen Fundament, also insbesondere entsprechend einem Höhensollwert zu verkürzen oder zu verlängern. Die Windeneinrichtung umfasst insbesondere eine im Wesentlichen zylindrische und drehbare Trommel.
  • Gekoppelt meint vorliegend insbesondere, dass die mindestens eine Ankerverbindung in Form eines Ankerseils oder einer Ankerkette auf der Trommel auf- und abgewickelt werden kann (insbesondere zwischen einer minimalen und maximalen Länge). Ein Ende der Ankerverbindung kann hierbei fest mit der Trommel oder einem anderen Befestigungspunkt der Windeneinrichtung befestigt sein.
  • Vorzugsweise kann die Windeneinrichtung mindestens einen ansteuerbaren und motorbasierten Antrieb umfassen, insbesondere einen von dem Offshore-Bauwerk mit elektrischer Energie versorgbaren Elektromotor. Der Antrieb kann durch das Regelmodul insbesondere derart ansteuerbar sein, dass die Länge derart verändert wird, dass die (augenblickliche und/oder prognostizierte zukünftige) Höhe bzw. der vertikale Abstand dem mindestens einen Höhensollparameter (im Wesentlichen) entspricht oder zumindest in dem zulässigen Lagebereich liegt.
  • Gemäß einer weiteren Ausführungsform kann die Windeneinrichtung mindestens eine Feststellbremse umfassen. Die Feststellbremse kann zum Verändern der Länge der Ankerverbindung lösbar sein (und nach dem Verändern arretierbar sein). Wenn ein Verändern der Länge der Ankerverbindung erfolgen soll, kann z.B. das Regelmodul die Feststellbremse ansteuern, so dass diese gelöst wird. Dann kann, insbesondere durch den Antrieb, die Länge der Ankerverbindung verändert werden, wie beschrieben wurde. Anschließend kann, automatisch oder durch ein erneutes Ansteuern durch z.B. das Regelmodul die Feststellbremse (wieder) arretiert werden. Die Belastung des Antriebs kann hierdurch reduziert werden.
  • Durch ein Verändern der Länge einer Ankerverbindung kann der vertikale Abstand entsprechend verändert werden. Es versteht sich, dass es bei der Verwendung einer Windeneinrichtung erforderlich sein kann, einen Anker tiefer im Unterwasserboden einzubinden und/oder das Gewicht des Ankers zu erhöhen (im Vergleich zu dem Fall, dass keine Windeneinrichtung vorgesehen ist).
  • Ein weiterer Aspekt der Anmeldung ist ein Offshore-Windpark. Der Offshore-Windpark umfasst eine Mehrzahl von zuvor beschriebenen Offshore-Windkraftanlagen. Der Offshore-Windpark umfasst mindestens eine Höhensteuervorrichtung, eingerichtet zum Ansteuern mindestens einer ersten Höhenverstelleinrichtung einer Offshore-Windkraftanlage mit einem Höhensollwert zum Bewirken eines Veränderns eines vertikalen Abstands eines schwimmfähiges Fundaments der Offshore-Windkraftanlage zu der Unterwasserbodenoberfläche entsprechend dem Höhensollwert, wobei der Höhensollwert zumindest von der mindestens einen meteorologischen Umgebungsbedingung der Offshore-Windkraftanlage abhängt (diesem insbesondere zugeordnet ist, wie zuvor beschrieben wurde).
  • Insbesondere kann eine (zentrale) Höhensteuervorrichtung (z.B. implementiert als Softwaremodul in einer zentralen Steuervorrichtung des Offshore-Windparks) vorgesehen sein. Über ein Kommunikationsnetz kann ein Ansteuern der Mehrzahl von Offshore-Windkraftanlagen erfolgen, beispielsweise durch ein Übertragen von mindestens einem Steuerbefehl, enthaltend zumindest einen (zuvor beschriebenen) Höhensollwert.
  • Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform des anmeldungsgemäßen Offshore-Windparks kann der Höhensollwert zusätzlich von der Position einer ersten Offshore-Windkraftanlage in Relation zu mindestens einer weiteren Offshore-Windkraftanlage des Offshore-Windparks abhängen. Anders ausgedrückt, dann ein Höhensollwert positionsabhängig sein.
  • Vorzugsweise kann der bei der Ansteuerung einer bestimmten Offshore-Windkraftanlage verwendete Höhensollwert von der Position dieser Offshore-Windkraftanlage innerhalb des Offshore-Windparks abhängen. Beispielsweise kann jeder Offshore-Windkraftanlage ein Park-Positionsattribut (z.B. eine geographische Angabe der Offshore-Windkraftanlage, eine Angabe, in welcher Reihe die Offshore-Windkraftanlage in Bezug zu einer bestimmten Richtung (z.B. Hauptwindrichtung) angeordnet ist, und/oder dergleichen) zugeordnet sein. Beispielsweise kann die Anlagenkennung der Offshore-Windkraftanlage zusammen mit dem mindestens einen Park-Positionsattribut (das eine Parkposition angibt) in einer Datenspeicheranordnung gespeichert sein, auf den die Höhensteuervorrichtung zugreifen kann.
  • Insbesondere ist erkannt worden, dass der elektrische Energieertrag sich reduzieren kann, wenn eine Offshore-Windkraftanlage sich im Windschatten einer anderen Offshore-Windkraftanlage bei einer bestimmten meteorologischen Umgebungsbedingung befindet. Durch die anmeldungsgemäße Berücksichtigung der jeweiligen Parkposition einer Offshore-Windkraftanlage kann der Energieertrag weiter gesteigert werden. Beispielsweise können für zwei hintereinander angeordnete Offshore-Windkraftanlagen (in der augenblicklichen oder prognostizierten Hauptwindrichtung gesehen) unterschiedliche vertikale Abstände und damit Nabenhöhen eingestellt werden. Hierdurch kann der Gesamtertrag dieser beiden Offshore-Windkraftanlagen gesteigert werden.
  • Gemäß einer weiteren Ausführungsform des anmeldungsgemäßen Offshore-Windparks können zumindest eine erste meteorologische Umgebungsbedingung und eine zweite sich von der ersten Umgebungsbedingung unterscheidende meteorologische Umgebungsbedingung vorgegeben sein (wie zuvor bereits beschrieben wurde).
  • Die Höhensteuervorrichtung kann eingerichtet sein zum Ansteuern der Mehrzahl von Offshore-Windkraftanlagen mit ersten Höhensollwerten entsprechend einer ersten vorgegebenen und der ersten meteorologischen Umgebungsbedingung zugeordneten Höheneinstellregel bei einer Detektion, dass die erste meteorologische Umgebungsbedingung durch den bestimmten meteorologischen Umgebungsparameter erfüllt ist, wie zuvor beschrieben wurde. Insbesondere kann bei Feststellung, dass die vorliegenden oder prognostizierten meteorologischen Parameter die erste Umgebungsbedingung erfüllen, die dieser Bedingung zugeordnete (mindestens eine) Höheneinstellregel (z.B. gespeichert in der genannten Datenspeicheranordnung) angewendet werden, um die ersten Höhensollwerte für vorzugsweise sämtliche Offshore-Windkraftanlagen zu bestimmen.
  • Die ersten Höhensollwerte können sich jeweils voneinander unterscheiden, beispielsweise - wie zuvor ausgeführt wurde - von der jeweiligen Parkposition der jeweiligen Offshore-Windkraftanlage abhängen.
  • Darüber hinaus kann die Höhensteuervorrichtung eingerichtet sein zum Ansteuern der Mehrzahl von Offshore-Windkraftanlagen mit zweiten sich von den ersten Höhensollwerten zumindest teilweise unterscheidenden Höhensollwerten entsprechend einer zweiten vorgegebenen und der zweiten meteorologischen Umgebungsbedingung zugeordneten Höheneinstellregel bei einer Detektion, dass die zweite meteorologische Umgebungsbedingung durch den bestimmten meteorologischen Umgebungsparameter erfüllt ist. Dies kann in analoger Weise wie bei der zuvor beschriebenen Ansteuerung mit ersten Höhensollwerten erfolgen. Wie bereits beschrieben wurde, kann ein Ansteuern insbesondere bei Detektion einer Änderung der meteorologischen Umgebungsbedingung (z.B. von der ersten zur zweiten oder umgekehrt) erfolgen.
  • Vorzugsweise kann die Höhensteuervorrichtung mindestens eine Detektionseinrichtung umfassen, eingerichtet zur Durchführung der vorgenannten Detektion.
  • Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform des anmeldungsgemäßen Offshore-Windparks können zumindest die erste der ersten Umgebungsbedingung zugeordnete Höheneinstellregel und die zweite der zweiten Umgebungsbedingung zugeordnete Höheneinstellregel in Form einer (vorab bestimmten und) in einer Datenspeicheranordnung der Höhensteuervorrichtung gespeicherten Zuordnungstabelle abgebildet sein. In einer Zuordnungstabelle kann insbesondere für jede Umgebungsbedingung jeder Offshore-Windkraftanlage (bzw. der entsprechenden Anlagenkennung) (genau) ein Höhensollwert zugeordnet sein. Die Höhensollwerte können, wie ausgeführt, von der Parkposition bzw. dem jeweiligen Park-Positionsattribut abhängen. Die Zuordnungstabelle kann insbesondere in der Datenspeicheranordnung gespeichert sein.
  • Bei einer Detektion einer bestimmten meteorologischen Umgebungsbedingung (insbesondere bei Detektion einer geänderten meteorologischen Umgebungsbedingung (z.B. von der ersten zur zweiten meteorologischen Umgebungsbedingung oder umgekehrt)) kann die Höhensteuervorrichtung auf die gespeicherte Zuordnungstabelle zugreifen und insbesondere zumindest einen Teil der Offshore-Windkraftanlagen des Offshore-Windparks, vorzugsweise sämtliche Offshore-Windkraftanlagen des Offshore-Windparks, entsprechend den jeweils gespeicherten Höhensollwerten ansteuern.
  • Eine Vorab-Bestimmung meint vorliegend insbesondere, dass die Höhensollwerte nicht erst bei der Detektion einer bestimmten meteorologischen Umgebungsbedingung (insbesondere bei Detektion einer geänderten meteorologischen Umgebungsbedingung (z.B. von der ersten zur zweiten meteorologischen Umgebungsbedingung oder umgekehrt)) bestimmt werden, sondern zeitlich vorher.
  • Insbesondere vor der Installation des Offshore-Windparks (beispielsweise mit Hilfe eines Simulationsmodells) und/oder unmittelbar nach der Installation (beispielsweise durch Tests) kann die Höheneinstellregel in Form einer Mehrzahl von Höhensollwerten bestimmt werden. Vorzugsweise können die Höhensollwerte veränderlich gespeichert sein, so dass insbesondere eine Optimierung während des Betriebs des Offshore-Windparks erfolgen kann, insbesondere durch Auswerten des tatsächlichen Leistungsertrags (verglichen z.B. mit einem durch einen Simulationsvorgang bestimmten Leistungsertrag).
  • Gemäß einer weiteren Ausführungsform des anmeldungsgemäßen Offshore-Windparks kann die Mehrzahl der Offshore-Windkraftanlagen zumindest in eine erste Untergruppe von Offshore-Windkraftanlagen mit einem jeweils gleichen ersten Park-Positionsattribut (entsprechend der jeweiligen Parkposition, wie zuvor ausgeführt wurde) und eine zweite Untergruppe von Offshore-Windkraftanlagen mit einem jeweils gleichen zweiten Park-Positionsattribut (entsprechend der jeweiligen Parkposition, wie zuvor ausgeführt wurde) einteilbar sein. Die Höhensteuervorrichtung kann eingerichtet sein zum Ansteuern der ersten Untergruppe von Offshore-Windkraftanlagen mit Höhensollwerten, die sich von den Höhensollwerten unterscheiden, mit denen eine zweite Untergruppe von Offshore-Windkraftanlagen angesteuert wird. Es versteht sich, dass eine Einteilung in drei oder mehr Untergruppen erfolgen kann. Die Einteilung kann in der genannten Zuordnungstabelle (inhärent) abgebildet sein. Es versteht sich, dass das Ansteuern insbesondere bei Detektion einer bestimmten Umgebungsbedingung erfolgt. Zudem kann die Einteilung von der Umgebungsbedingung abhängen. Anders ausgedrückt, kann eine dynamische (und keine statische) Einteilung in Untergruppen vorgenommen werden.
  • Eine (in der mindestens einen Zuordnungstabelle abbildbare und bevorzugte) Einteilungs- bzw. Höhen-Einstellstrategie kann vorzugsweise sein, stets die erste Reihe von Offshore-Windkraftanlagen (in Windrichtung gesehen) maximal zu erhöhen, die zweite Reihe auf die minimale Höhe einzustellen und dann wieder die dritte Reihe auf die maximal Höhe usw. Auch wäre es denkbar, stets die erste Reihe von Offshore-Windkraftanlagen (in Windrichtung gesehen) auf eine minimale Höhe zu verfahren, die zweite Reihe auf die maximale Höhe einzustellen und dann wieder die dritte Reihe auf die minimale Höhe usw.
  • Wenn weitere Zwischenhöhen und/oder eine kontinuierliche Einstellung des Abstands bzw. der Höhen möglich sind, können auch andere Einteilungs- bzw. Höhen-Einstellstrategien vorgesehen und insbesondere in einer Zuordnungstabelle bzw. Datenbank abgebildet sein.
  • Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform des anmeldungsgemäßen Offshore-Windparks kann der Offshore-Windpark mindestens eine Höhensollwertbestimmungseinrichtung umfassen, eingerichtet zum (vorab) Bestimmen der Höhensollwerte zum Ansteuern der Mehrzahl von Offshore-Windkraftanlagen bei mindestens einer gemessenen oder prognostizierten meteorologischen Umgebungsbedingung.
  • Die Höhensollwertbestimmungseinrichtung kann eingerichtet sein zum Ausführen einer Mehrzahl von Simulationsschritten, basierend insbesondere auf einem Simulationsmodell der Mehrzahl von Windkraftanlagen des Offshore-Windparks. Insbesondere kann bei der Planung und vor einer Installation ein (mathematisches) Simulationsmodell des Offshore-Windparks erstellt werden, mit der grundsätzlich zumindest die generierte elektrischen Gesamtleistung bei unterschiedlichen meteorologischen Umgebungsbedingungen und insbesondere mit unterschiedlich eingestellten vertikalen Abständen simuliert werden kann. Bei anderen Varianten kann die Höhensollwertbestimmungseinrichtung auch zur Durchführung von Tests eingerichtet sein.
  • In jedem Simulationsschritt (oder Testschritt) können vorzugsweise für die Mehrzahl von Offshore-Windkraftanlagen unterschiedliche Höhensollwerte eingestellt werden und die für die Höhensollwerte jeweils generierte elektrische Gesamtleistung bestimmt werden. Beispielsweise können die zuvor genannten Einstellstrategien simuliert werden.
  • Als Höhensollwerte zum (tatsächlichen) Ansteuern der Mehrzahl von Offshore-Windkraftanlagen bei einer bestimmten meteorologischen Umgebungsbedingung können die Höhensollwerte bestimmt (und insbesondere in der Zuordnungstabelle gespeichert) werden, bei denen die bestimmte (simulierte oder getestete) generierte elektrische Gesamtleistung maximal ist. Anders ausgedrückt, können für vorzugsweise zumindest zwei unterschiedliche meteorologische Umgebungsbedingungen durch einen Simulationsprozess (mit einer Mehrzahl von Simulationsschritten) die jeweiligen Höhensollwerte bestimmt werden, bei denen zumindest die simulierte (oder getestete) generierte elektrische Gesamtleistung maximiert ist.
  • Vorzugsweise kann während des Betriebs des Offshore-Windparks ein Optimierungsprozess durchgeführt werden. Insbesondere könnnen die tatsächlich generierte elektrische Gesamtleistung und die simulierte (oder getestete) generierte elektrische Gesamtleistung ausgewertet werden. Insbesondere wenn die tatsächlich generierte elektrische Gesamtleistung geringer ist als die simulierte generierte elektrische Gesamtleistung können (beispielsweise unter Nutzung von künstlicher Intelligenz) die Höhensollwerte zumindest teilweise angepasst werden, um den Ertrag zu erhöhen. Hierbei können historische Daten und/oder Daten von anderen Offshore-Windparks berücksichtigt werden.
  • Ein weiterer Aspekt der Anmeldung ist ein Verfahren zum Betreiben einer schwimmfähigen Offshore-Windkraftanlage, insbesondere einer zuvor beschriebenen schwimmfähigen Offshore-Windkraftanlage. Das Verfahren umfasst:
    • - Verändern, durch mindestens eine Höhenverstelleinrichtung der Offshore-Windkraftanlage, eines vertikalen Abstands eines schwimmfähigen Fundaments der schwimmfähigen Offshore-Windkraftanlage zu einer Unterwasserbodenoberfläche des Unterwasserbodens und/oder zu einer Wasseroberfläche während des Verankerungszustands der Offshore-Windkraftanlage, basierend auf mindestens einem bestimmten meteorologischen Umgebungsparameter der Offshore-Windkraftanlage.
  • Das Verfahren kann insbesondere zum Betreiben, insbesondere Steuern, einer Mehrzahl von schwimmfähigen Offshore-Windkraftanlagen eingesetzt werden, also insbesondere zum Betreiben, insbesondere Steuern, eines zuvor beschriebenen Offshore-Windparks.
  • Ein noch weiterer Aspekt der Anmeldung ist ein schwimmfähiges Fundament für mindestens eine schwimmfähige Offshore-Windkraftanlage, insbesondere einer zuvor beschriebenen schwimmfähigen Offshore-Windkraftanlage, umfassend:
    • - mindestens eine Höhenverstelleinrichtung, eingerichtet zum Verändern des vertikalen Abstands des schwimmfähigen Fundaments zu einer Unterwasserbodenoberfläche des Unterwasserbodens und/oder zu einer Wasseroberfläche während eines Verankerungszustands des schwimmfähigen Fundaments, basierend auf mindestens einem bestimmten meteorologischen Umgebungsparameter der Offshore-Windkraftanlage
  • Ein weiterer Vorteil einer vertikale Höhenverstellung ist, dass hierdurch auch die horizontale Lage der schwimmenden Offshore-Windkraftanlage verbessert werden kann. Insbesondere kann eine Kippbewegung bzw. Schwankbewegung der Offshore-Windkraftanlage reduziert werden. So kann ein Kippwinkel erfasst werden und ein Sollkippwinkel vorgegeben sein. Eine Regelmodul kann dann die Höhe verstellen, derart, dass der erfasste Kippwinkel den Sollkippwinkel zumindest nicht übersteigt. Alternativ oder zusätzlich kann auch eine Kippfrequenz erfasst werden. Insbesondere durch eine Reduktion des vertikalen Abstands kann die Lage stabilisiert werden.
  • Es sei angemerkt, dass ein Modul, eine Einrichtung etc. vorliegend zumindest teilweise durch Softwareelemente (insbesondere in Form von durch einen Prozessor ausführbarem Computercode) und/oder zumindest teilweise durch Hardwareelemente (Prozessor, Speichermittel, Aktor etc.) gebildet sein kann.
  • Die Merkmale der Offshore-Windkraftanlagen, Offshore-Windparks, Verfahren und Fundamente sind frei miteinander kombinierbar. Insbesondere können Merkmale der Beschreibung und/oder der abhängigen Ansprüche, auch unter vollständiger oder teilweiser Umgehung von Merkmalen der unabhängigen Ansprüche, in Alleinstellung oder frei miteinander kombiniert eigenständig erfinderisch sein.
  • Es gibt nun eine Vielzahl von Möglichkeiten, die anmeldungsgemäße Offshore-Windkraftanlage, den anmeldungsgemäßen Offshore-Windpark, das anmeldungsgemäße Verfahren und das anmeldungsgemäße Fundament auszugestalten und weiterzuentwickeln. Hierzu sei einerseits verwiesen auf die den unabhängigen Patentansprüchen nachgeordneten Patentansprüche, andererseits auf die Beschreibung von Ausführungsbeispielen in Verbindung mit der Zeichnung. In der Zeichnung zeigt:
    • 1a eine schematische Ansicht eines Ausführungsbeispiels einer schwimmfähigen Offshore-Windkraftanlage gemäß der vorliegenden Anmeldung,
    • 1b eine schematische Ansicht eines weiteren Ausführungsbeispiels einer schwimmfähigen Offshore-Windkraftanlage gemäß der vorliegenden Anmeldung,
    • 1c eine schematische Ansicht eines weiteren Ausführungsbeispiels einer schwimmfähigen Offshore-Windkraftanlage gemäß der vorliegenden Anmeldung,
    • 1d eine schematische Ansicht eines weiteren Ausführungsbeispiels einer schwimmfähigen Offshore-Windkraftanlage gemäß der vorliegenden Anmeldung,
    • 2a eine schematische Ansicht eines weiteren Ausführungsbeispiels einer schwimmfähigen Offshore-Windkraftanlage gemäß der vorliegenden Anmeldung mit einem ersten eingestellten Abstand,
    • 2b eine schematische Ansicht des Ausführungsbeispiels nach 2a mit einem weiteren eingestellten Abstand,
    • 3a eine schematische Ansicht eines weiteren Ausführungsbeispiels einer schwimmfähigen Offshore-Windkraftanlage gemäß der vorliegenden Anmeldung mit einem ersten eingestellten Abstand,
    • 3b eine schematische Ansicht des Ausführungsbeispiels nach 3a mit einem weiteren eingestellten Abstand,
    • 4 eine schematische Ansicht eines Ausführungsbeispiels eines Offshore-Windparks gemäß der vorliegenden Anmeldung, und
    • 5 ein Diagramm eines Ausführungsbeispiels eines Verfahrens gemäß der vorliegenden Anmeldung.
  • In den Figuren werden für gleiche Elemente gleiche Bezugszeichen verwendet.
  • Die 1a bis 1d zeigen schematische Ansichten von Ausführungsbeispielen von schwimmfähigen Offshore-Windkraftanlagen 100 gemäß der vorliegenden Anmeldung. Die dargestellten Offshore-Windkraftanlagen 100 unterscheiden sich in den jeweiligen schwimmfähigen Fundamenten 104, jeweils umfassend mindestens einen Schwimmkörper 106. Insbesondere bildet ein schwimmfähiges Fundament 104 zumindest im Wesentlichen den Schwimmkörper 106.
  • Dargestellt sind insbesondere ein Barge-Fundament 104 (1a), ein Semi-Submersible Fundament 104 (1b), ein Spar-Fundament 104 (1c) und ein Tension Leg Platform Fundament 104 (1d). Es versteht sich, dass bei anderen Varianten der Anmeldung andere schwimmfähige Fundamente vorgesehen sein können.
  • Wie zu erkennen ist, ist auf dem mindestens einen schwimmfähigen Fundament 104 eine Windkraftvorrichtung 102 angeordnet, umfassend Turm, Gondel, Rotor, Generator etc.
  • Ein schwimmfähiges Fundament 104 ist vorliegend jeweils über eine Mehrzahl von Verankerungsanordnungen 108 an dem Unterwasserboden 116 befestigt bzw. verankert. Eine dargestellte Verankerungsanordnung 108 verfügt über eine Ankerverbindung 109, insbesondere in Form eines Ankerseils 109 oder einer Ankerkette 109. Eine Ende der Ankerverbindung 109 ist an dem Fundament 104 befestigt und das andere Ende an mindestens einem Anker 110 (z.B. Gewichtsanker, Torpedoanker etc.). Der Anker 100 kann zumindest teilweise in dem Unterwasserboden 116 eingegraben sein, wie aus den 1a bis 1d zu erkennen ist.
  • Ferner wird in den 1a bis 1d die Unterwasserbodenoberfläche mit dem Bezugszeichen 118 und die Wasseroberfläche bzw. Wasserlinie mit dem Bezugszeichen 114 bezeichnet.
  • Anmeldungsgemäß weist eine dargestellte Offshore-Windkraftanlage 100 jeweils mindestens eine Höhenverstelleinrichtung 112 auf. Die Höhenverstelleinrichtung 112 ist eingerichtet zum Verändern des vertikalen Abstands 120 des schwimmfähigen Fundaments 104 zu der Unterwasserbodenoberfläche 118 (insbesondere ist der Abstand 120 die Distanz zwischen der Unterseite bzw. dem tiefsten Punkt des Fundaments 104 und der augenblicklichen Unterwasserbodenoberfläche 118) während des dargestellten Verankerungszustands der Offshore-Windkraftanlage 100.
  • Hierbei erfolgt das Verändern des vertikalen Abstands 120 basierend auf mindestens einem bestimmten meteorologischen Umgebungsparameter der Offshore-Windkraftanlage 100, wie eine Windrichtung (gemessen und/oder prognostiziert), Windstärke (gemessen und/oder prognostiziert) und/oder Wellenhöhe (gemessen und/oder prognostiziert).
  • Vorzugsweise können zumindest eine erste meteorologische Umgebungsbedingung und eine zweite sich von der ersten meteorologischen Umgebungsbedingung unterscheidende meteorologische Umgebungsbedingung vorgegeben sein. Bei Detektion, dass die erste meteorologische Umgebungsbedingung durch den bestimmten meteorologischen Umgebungsparameter erfüllt ist, kann die Höhenverstelleinrichtung 112 eingerichtet sein zum Verändern des vertikalen Abstands 120 durch Einstellen eines ersten der ersten meteorologischen Umgebungsbedingung zugeordneten vertikalen Abstands 120 (beispielsweise entsprechend einem empfangenen Höhensollwert).
  • Bei Detektion, dass die zweite meteorologische Umgebungsbedingung durch den bestimmten meteorologischen Umgebungsparameter erfüllt ist, kann die Höhenverstelleinrichtung 112 eingerichtet sein zum Verändern des vertikalen Abstands 120 durch Einstellen eines zweiten der zweiten meteorologischen Umgebungsbedingung zugeordneten vertikalen Abstands 120 (beispielsweise entsprechend einem empfangenen Höhensollwert). Wie bereits beschrieben wurde, kann das Verändern insbesondere einer Änderung der tatsächlich vorliegenden meteorologischen Umgebungsbedingung erfolgen.
  • Wie aus den 1a bis 1d zu erkennen ist, kann durch eine Veränderung des vertikalen Abstands 120 die Nabenhöhe einer Offshore-Windkraftanlage 100 verstellt werden. Indem dies abhängig von den augenblicklichen und/oder prognostizierten meteorologischen Bedingungen am Aufstellort der Offshore-Windkraftanlage 100 erfolgt, kann insbesondere der erzielbare Leistungsertrag der Offshore-Windkraftanlage 100, insbesondere des gesamten (vorliegend nicht dargestellten) Offshore-Windparks gesteigert werden.
  • Die Höhenverstelleinrichtung 112 ist vorliegend in dem Fundament 104 integriert. Bei anderen Varianten der Anmeldung kann die mindestens eine Höhenverstelleinrichtung an dem Fundament angeordnet sein, beispielsweise zumindest teilweise an einer Außenseite des Fundaments befestigt sein.
  • Die 2a und 2b zeigen ein weiteres Ausführungsbeispiel einer schwimmfähigen Offshore-Windkraftanlage 200 mit unterschiedlich eingestellten vertikalen Abständen 220. Zur Vermeidung von Wiederholungen werden nachfolgend im Wesentlichen nur die Unterschiede zu den vorherigen Ausführungsbeispielen nach den 1a bis 1d beschrieben und ansonsten auf die vorherigen Ausführungen verwiesen. Es sei angemerkt, dass lediglich zu Gunsten einer besseren Übersicht auf eine Darstellung der gesamten Windkraftvorrichtung und auf die Darstellung von Verankerungsanordnungen verzichtet wurde.
  • Der Unterschied zwischen den Abständen 220 in den 2a und 2b ist mit dem Bezugszeichen 222 bezeichnet. Der einstellbare Unterschied kann vorzugsweise zwischen 2 m und 40 m liegen, vorzugsweise zwischen 5 m und 30 m.
  • Zum Verstellen des vertikalen Abstands 220 ist vorliegend eine Höhenverstelleinrichtung 212 vorgesehen. Die dargestellte Höhenverstelleinrichtung 212 umfasst mindestens einen mit einem Ballastmedium 225 befüllbaren Ballasttank 226, der vorzugsweise in dem Fundament 204 angeordnet ist. Ferner umfasst die Höhenverstelleinrichtung 212 mindestens eine Ballastmediumförderanordnung 228. Diese ist insbesondere eingerichtet zum Verändern des Füllstands 227 des Ballasttanks 226.
  • Vorliegend umfasst die Ballastmediumförderanordnung 228 insbesondere zwei Pumpvorrichtungen 230. Eine Pumpvorrichtung 230 ist insbesondere eingerichtet zum Verändern des Füllstands 227 des Ballasttanks 226 durch aktives Fördern des Ballastmediums 225 (insbesondere Wasser) in den Ballasttank 226 hinein (angedeutet durch den Pfeil 236). Insbesondere kann in dem Fundament 204 eine Öffnung 232 angeordnet sein, durch die das Ballastmedium 225 in den Ballasttank 226 gepumpt werden kann.
  • Die weitere Pumpvorrichtung 230 ist insbesondere eingerichtet zum Verändern des Füllstands 227 des Ballasttanks 226 durch aktives Fördern des Ballastmediums 225 aus dem Ballasttank 226 heraus (angedeutet durch den Pfeil 237). Insbesondere kann in dem Fundament 204 eine weitere Öffnung 234 angeordnet sein, durch die das Ballastmedium 225 aus dem Ballasttank 226 gepumpt werden kann.
  • Vorzugsweise kann ein Steuermodul 229 vorgesehen sein. Das (lokale) Steuermodul 229 der Höhenverstelleinrichtung 212 kann beispielsweise durch eine (nicht dargestellte) Höhensteuervorrichtung mit einem Höhensollwert (z.B. eine bestimmte Füllmenge (z.B. voll, halb voll, leer, x Liter etc.) oder dergleichen) ansteuerbar sein.
  • Abhängig von einem durch ein (nicht dargestelltes) Füllstandsmesselement des Steuermoduls 229 messbaren augenblicklichen Füllstand 227 und einem erhaltenen Höhensollwert, kann eine Pumpvorrichtung 230 derart angesteuert werden, dass der Füllstand 227 entsprechend dem erhaltenen Höhensollwert verändert wird. Wie bereits beschrieben wurde, wird durch eine Veränderung des vertikalen Abstands 220 (zwischen zumindest zwei einstellbaren Abständen) die Nabenhöhe einer Offshore-Windkraftanlage 200 verstellt und hierdurch insbesondere der Leistungsertrag gesteigert.
  • Die 3a und 3b zeigen ein weiteres Ausführungsbeispiel einer schwimmfähigen Offshore-Windkraftanlage 300 mit unterschiedlich eingestellten vertikalen Abständen 320. Zur Vermeidung von Wiederholungen werden nachfolgend im Wesentlichen nur die Unterschiede zu den vorherigen Ausführungsbeispielen nach den 1a bis 2b beschrieben und ansonsten auf die vorherigen Ausführungen verwiesen. Es sei angemerkt, dass lediglich zu Gunsten einer besseren Übersicht auf eine Darstellung der gesamten Windkraftvorrichtung und auf die Darstellung von Verankerungsanordnungen verzichtet wurde.
  • Die Höhenverstelleinrichtung 312 umfasst vorliegend mindestens eine mit dem schwimmfähigen Fundament 304 verbundene Gewichtsanordnung 312. Insbesondere kann die Gewichtsanordnung 312 eine Gewichtsverbindung 340 (z.B. ein Ankerseil 340 und/oder eine Ankerkette 340) umfassen, die mit dem Fundament 304 verbunden sein kann. Das andere Ende der Gewichtsverbindung 340 kann mit einem Gewichtselement 342 der Gewichtsanordnung 312 verbunden sein.
  • In einem abgesenkten Zustand der Gewichtsanordnung 312 wird insbesondere nahezu keine Gewichtskraft durch das mindestens eine Gewichtselement 342 der Gewichtsanordnung 312 auf das Fundament 340 ausgeübt. In einem abgehobenen Zustand der Gewichtsanordnung 312, beispielsweise bewirkt durch eine Hebeeinrichtung 344 (z.B. eine Winde 344), wird insbesondere eine Gewichtskraft g (entsprechend dem Gewicht des Gewichtselements 342 der Gewichtsanordnung) durch das mindestens eine Gewichtselement 342 der Gewichtsanordnung 312 auf das Fundament 304 ausgeübt. Durch eine Verstellung, durch die Hebeeinrichtung 344, zwischen den genannten Zuständen der Gewichtsanordnung 312 kann eine Veränderung des genannten vertikalen Abstands 320 zumindest zwischen zwei diskreten Werten bewirkt werden.
  • Auch hier kann ein (nicht dargestelltes) Steuermodul vorgesehen sein, welches in Abhängigkeit eines erhaltenen Höhensollwerts (z.B. Absenken oder nicht Absenken) die Hebeeinrichtung 344 ansteuern kann.
  • Es versteht sich, dass die Ausführungsbeispiele nach den 2a, 2b und 3a, 3b miteinander kombiniert werden können.
  • Bei weiteren (nicht dargestellten) Varianten der Anmeldung kann, alternativ oder zusätzlich, durch eine Windeneinrichtung die Länge einer Ankerverbindung (vgl. 1a bis 1d) verändert werden, um den vertikalen Abstand zu ändern (oder die Ankerverbindung entsprechend des veränderten Abstands nachzuführen).
  • Das Offshore-Bauwerk kann eine Windeneinrichtung umfassen. Insbesondere kann jeder Verankerungsanordnung eine Windeneinrichtung zugeordnet sein. Vorzugsweise kann jede Ankerverbindung mit einer jeweils mit einer Windeneinrichtung gekoppelt sein. Insbesondere kann eine Ankerverbindung mit einer zylindrischen Trommel (Winde) einer Windeneinrichtung gekoppelt sein, um die Ankerverbindung zwischen einer minimalen und einer maximalen Länge auf- und abzuwickeln (und hierdurch insbesondere den vertikalen Abstand zu verändern).
  • Hierfür kann jede Windeneinrichtung über einen Antrieb und eine Feststellbremse verfügen. Zum Verändern einer Länge kann zunächst ein Steuermodul der Höheneinstelleinrichtung die entsprechende Feststellbremse ansteuern, um ein Lösen dieser Feststellbremse zu bewirken. Dann kann das Steuermodul den entsprechenden Antrieb (vorzugsweise ein Elektromotor) ansteuern, um ein Aufwickeln oder Abwickeln um eine bestimmte Länge zu bewirken. Anschließend kann die Feststellbremse wieder arretiert werden, gesteuert durch das Steuermodul.
  • Die 4 zeigt eine schematische Ansicht eines Ausführungsbeispiels eines Offshore-Windparks 450 gemäß der vorliegenden Anmeldung. Der dargestellte Offshore-Windpark 450 umfasst eine Mehrzahl von Offshore-Windkraftanlagen 400.1 bis 400.4. Zur Vermeidung von Wiederholungen wird hinsichtlich der Offshore-Windkraftanlagen 400.1 bis 400.4 insbesondere auf die vorherigen Ausführungsbeispiele verwiesen.
  • Darüber hinaus umfasst der dargestellte Offshore-Windpark 450 mindestens eine Höhensteuervorrichtung 452, beispielsweise implementiert in einer (ohnehin vorgesehenen) (nicht dargestellten) Parksteuerung des Offshore-Windparks 450.
  • Die Höhensteuervorrichtung 452 umfasst vorliegend ein Kommunikationsmodul 454, ein Höhensteuermodul 458, eine Detektionseinrichtung 460, eine Höhensollwertbestimmungseinrichtung 462 und eine Datenspeicheranordnung 464. Es versteht sich, dass bei anderen Varianten weitere oder weniger Module/Einrichtungen vorgesehen sein können.
  • Die Höhensollwertbestimmungseinrichtung 462, die alternativ auch in einer anderen Recheneinrichtung implementiert sein kann, kann eingerichtet sein zum Bestimmen mindestens einer Höheneinstellregel, abhängig von mindestens einer meteorologischen Umgebungsbedingung (am Installationsort des Offshore-Windparks 450).
  • Das Bestimmen der mindestens einen Höheneinstellregel kann vorzugsweise vor der Installation des Offshore-Windparks 450, jedoch auch während der Installation und/oder (unmittelbar) nach der Installation des Offshore-Windparks 450 erfolgen. Wie bereits ausgeführt wurde, kann während des Betriebs (kontinuierlich) ein Optimierungsprozess erfolgen. Die mindestens eine Höheneinstellregel wird insbesondere derart bestimmt, dass der Gesamtertrag des Offshore-Windparks 450 maximiert werden kann.
  • Vorzugsweise kann das Bestimmen der mindestens einen Höheneinstellregel, abhängig von mindestens einer meteorologischen Umgebungsbedingung (am Installationsort des Offshore-Windparks 450), ein Bestimmen von Höhensollwerten für vorzugsweise sämtliche Offshore-Windkraftanlagen 400.1 bis 400.4 umfassen.
  • Insbesondere kann der jeweils bestimmte Höhensollwert zusätzlich von der (Park-) Position der jeweiligen Offshore-Windkraftanlage 400.1 bis 400.4 abhängen, insbesondere in Relation zu mindestens einer weiteren Offshore-Windkraftanlage 400.1 bis 400.4 des Offshore-Windparks 450. Beispielsweise kann ein Plan und/oder ein Modell des Offshore-Windparks 450 hinterlegt sein (beispielweise in der Datenspeicheranordnung 464 oder einer anderen Speicheranordnung), bei dem jeder Offshore-Windkraftanlage 400.1 bis 400.4 ein Parkpositionsattribut zugeordnet ist. Aus dem jeweiligen Parkpositionsattribut ist die Parkposition zumindest ableitbar. Insbesondere kann das jeweilige Parkpositionsattribut genutzt werden, um (dynamisch) zumindest zwei Untergruppen von Offshore-Windkraftanlagen 400.1 bis 400.4 zu bilden. Dies meint insbesondere, dass die Offshore-Windkraftanlagen 400.1 bis 400.4 einer Untergruppe im Wesentlichen auf den gleichen vertikalen Abstand eingestellt werden, also im Wesentlichen mit dem gleichen Höhensollwert angesteuert werden. Die Einteilung kann insbesondere in einer Zuordnungstabelle oder Datenbank (inhärent) abgebildet sein.
  • Wie bereits beschrieben wurde, kann die Bestimmung der Höhensollwerte derart erfolgen, dass der Leistungsertrag maximiert wird. Insbesondere kann die mindestens eine Höhensollwertbestimmungseinrichtung 462 eingerichtet sein zum (vorab) Bestimmen der Höhensollwerte zum Ansteuern der Mehrzahl von Offshore-Windkraftanlagen 400.1 bis 400.4 bei mindestens einer gemessenen oder prognostizierten meteorologischen Umgebungsbedingung. Die Höhensollwertbestimmungseinrichtung 462 kann eingerichtet sein zum Ausführen einer Mehrzahl von Simulationsschritten, basierend insbesondere auf einem Simulationsmodell der Mehrzahl von Windkraftanlagen 400.1 bis 400.4 des Offshore-Windparks 450. Bei anderen Varianten der Anmeldungen können auch tatsächlich Tests zur Ermittlung des Leistungsertrags durchgeführt werden, wie bereits beschrieben wurde.
  • Insbesondere kann bei der Planung und vor einer Installation ein (mathematisches) Simulationsmodell des Offshore-Windparks 450 erstellt werden, mit der grundsätzlich zumindest die generierte elektrische Gesamtleistung bei unterschiedlichen meteorologischen Umgebungsbedingungen und insbesondere mit unterschiedlich eingestellten vertikalen Abständen simuliert werden kann.
  • In jedem Simulationsschritt können vorzugsweise für die Mehrzahl von Offshore-Windkraftanlagen 400.1 bis 400.4 unterschiedliche Höhensollwerte eingestellt werden und die für die Höhensollwerte jeweils generierte elektrische Gesamtleistung bestimmt werden
  • Als Höhensollwerte zum (tatsächlichen) Ansteuern der Mehrzahl von Offshore-Windkraftanlagen bei der meteorologischen Umgebungsbedingung können die Höhensollwerte bestimmt und insbesondere in einer Zuordnungstabelle in der Datenspeicheranordnung 464 gespeichert werden, bei denen die bestimmte generierte elektrische Gesamtleistung maximal ist.
  • Anders ausgedrückt, können für vorzugsweise zumindest zwei unterschiedliche meteorologische Umgebungsbedingungen durch einen Simulationsprozess (mit einer Mehrzahl von Simulationsschritten) die jeweiligen Höhensollwerte bestimmt werden, bei denen zumindest die simulierte generierte elektrische Gesamtleistung maximiert ist. In der Zuordnungstabelle kann jeder (vorgegebenen) Umgebungsbedingung für jede Offshore-Windkraftanlage 400.1 bis 400.4 ein Höhensollwert zugeordnet sein.
  • Insbesondere kann durch die Bestimmung der Höhensollwerte eine Einteilungs- bzw. Höhen-Einstellstrategie vorgegeben und abgebildet werden. Beispielhaft kann stets die erste Reihe von Offshore-Windkraftanlagen 400.1, 400.2 in Windrichtung (also bei einer bestimmten detektierten Umgebungsbedingung) derart angesteuert werden, dass der vertikale Abstand maximiert wird (die Nabenhöhe also maximiert wird). Die zweite Reihe von Offshore-Windkraftanlagen 400.3, 400.4 in Windrichtung (also bei einer bestimmten detektierten Umgebungsbedingung) kann derart angesteuert werden, dass der vertikale Abstand minimiert wird (die Nabenhöhe also minimiert wird). Bei anderen Varianten kann die Einstellung auch genau umgekehrt erfolgen. Wenn weitere Zwischenhöhen und/oder eine kontinuierliche Einstellung des Abstands bzw. der Höhen möglich sind, können auch andere Einteilungs- bzw. Höhen-Einstellstrategien vorgesehen sein.
  • Die Funktionsweise und insbesondere der Betrieb des Offshore-Windparks 450 werden nachfolgend näher mit Hilfe der 5 beschrieben. Die 5 zeigt ein Diagramm eines Ausführungsbeispiels eines Verfahrens gemäß der vorliegenden Anmeldung, insbesondere zum Betreiben mindestens einer Offshore-Windkraftanlage 400.1 bis 400.4. Lediglich beispielhaft wird das Verfahren näher anhand eines Betreibens des Offshore-Windparks 450 beschrieben.
  • In einem ersten Schritt 501 kann ein Bereitstellen mindestens eines bestimmten meteorologischen Umgebungsparameters des Offshore-Windparks 450 erfolgen. Insbesondere kann der mindestens eine meteorologische Umgebungsparameter der Höhensteuervorrichtung 452 über das Kommunikationsmodul 454 bereitgestellt werden. Der mindestens eine bestimmte meteorologische Umgebungsparameter kann ein von mindestens einer Messvorrichtung gemessener augenblicklicher meteorologischer Umgebungsparameter und/oder ein prognostizierter meteorologischer Umgebungsparameter sein. Vorzugsweise können eine Mehrzahl von meteorologischen Umgebungsparametern (gemessen und prognostiziert) bereitgestellt werden, wie Windrichtung (gemessen und/oder prognostiziert), Windstärke (gemessen und/oder prognostiziert), Wellenhöhe (gemessen und/oder prognostiziert).
  • In einem Schritt 502 kann, durch die Detektionseinrichtung 460, insbesondere detektiert werden, ob mindestens eine der (vorgegebenen) meteorologischen Umgebungsbedingungen durch den mindestens einen bestimmten und bereitgestellten meteorologischen Umgebungsparameter erfüllt ist. Eine meteorologische Umgebungsbedingung (bzw. -kriterium) umfasst insbesondere mindestens einen meteorologischen Umgebungsparameterbereich. Bei der Detektion in Schritt 502 kann geprüft werden, ob der bestimmte meteorologische Umgebungsparameter in dem mindestens einen Umgebungsparameterbereich liegt oder nicht. Anders ausgedrückt, kann überprüft werden, ob der mindestens eine meteorologische Umgebungsparameter(-wert) die mindestens eine Umgebungsbedingung erfüllt oder nicht.
  • Hierbei kann in Schritt 502 insbesondere detektiert werden, ob sich die meteorologische Umgebungsbedingung verändert hat, so dass eine Veränderung der vertikalen Abstände erforderlich ist. Wird in Schritt 502 festgestellt, dass sich die meteorologische Umgebungsbedingung nicht verändert hat, ist insbesondere keine Veränderung der vertikalen Abstände erforderlich. Dann kann das Verfahren mit Schritt 501 fortgesetzt werden.
  • Insbesondere bei einer Feststellung, dass sich die meteorologische Umgebungsbedingung zu einer zuvor detektierten meteorologischen Umgebungsbedingung verändert hat, also beispielsweise von einer ersten zu einer zweiten meteorologischen Umgebungsbedingung (z.B. wenn sich die Windstärke und/oder Windrichtung in einem durch die definierten Umgebungsbedingungen vorgegebenen Maße geändert hat oder wird), kann mit Schritt 503 fortgefahren werden.
  • In Schritt 503 erfolgt, insbesondere durch das Höhensteuermodul 458 der Höhensteuervorrichtung 452, ein Ansteuern mindestens einer Höhenverstelleinrichtung einer Offshore-Windkraftanlage 400.1 bis 400.4 mit einem Höhensollwert zum Bewirken eines Veränderns eines vertikalen Abstands des schwimmfähigen Fundaments der Offshore-Windkraftanlage 400.1 bis 400.4 zu der Unterwasserbodenoberfläche entsprechend dem Höhensollwert, wobei der Höhensollwert zumindest von der mindestens einen meteorologischen Umgebungsbedingung der Offshore-Windkraftanlage abhängt. Insbesondere kann zumindest jede Offshore-Windkraftanlage 400.1 bis 400.4, bei der eine Veränderung des vertikalen Abstands bewirkt werden soll, durch das Höhensteuermodul 458 angesteuert werden.
  • Vorzugsweise kann das Höhensteuermodul 458 auf die beschriebene und in der Datenspeicheranordnung 364 gespeicherte Zuordnungstabelle zugreifen, um die zur Ansteuerung zu verwendenden Höhensollwerte zu bestimmen. Dann kann das Höhensteuermodul 458 ein Aussenden von entsprechenden Steuerbefehlen bewirken, enthaltend jeweils zumindest einen (zuvor beschriebenen) Höhensollwert. Über das Kommunikationsmodul 454 und das Kommunikationsnetz 456 können die Steuerbefehle an die jeweiligen Offshore-Windkraftanlagen 400.1 bis 400.4 übertragen werden. Die jeweiligen Höhenverstelleinrichtungen können dann - in zuvor beschriebener Weise - den vertikalen Abstand anpassen.
  • Insbesondere können je nach Windrichtung die einzelnen Höhen der Windkraftanlagen-Naben so eingestellt werden, dass der Ertrag maximiert wird. Wie bereits beschrieben wurde, sind denkbare Höheneinstellungen kontinuierliche oder diskrete, z.B. mittels zwei oder drei voreingestellte Höhen bzw. Abstände.
  • Zusätzlich kann vorgesehen sein, dass bei zu starkem Wind und/oder zu starkem Wellengang (vorgegeben durch z.B. eine dritte meteorologische Umgebungsbedingung) sämtliche Offshore-Windkraftanlagen 400.1 bis 400.4 ihren vertikalen Abstand reduzieren, insbesondere minimieren, da die Nennleistung erreicht ist und/oder um Schäden zu vermeiden.

Claims (14)

  1. Schwimmfähige Offshore-Windkraftanlage (100, 200, 300, 400), umfassend: - mindestens ein schwimmfähiges Fundament (104, 204, 304), umfassend mindestens einen Schwimmkörper (106, 206, 30), und - mindestens eine Verankerungsanordnung (108), eingerichtet zum Befestigen der Offshore-Windkraftanlage (100, 200, 300, 400) an einem Unterwasserboden (116, 216, 316) in einem Verankerungszustand der Offshore-Windkraftanlage (100, 200, 300, 400), dadurch gekennzeichnet, dass die Offshore-Windkraftanlage (100, 200, 300, 400) umfasst: - mindestens eine Höhenverstelleinrichtung (112, 212, 312), eingerichtet zum Verändern des vertikalen Abstands (120, 220, 320) des schwimmfähigen Fundaments (104, 204, 304) zu einer Unterwasserbodenoberfläche (118, 218, 318) des Unterwasserbodens (116, 216, 316) und/oder zu einer Wasseroberfläche (114, 214, 314) während des Verankerungszustands, basierend auf mindestens einem bestimmten meteorologischen Umgebungsparameter der Offshore-Windkraftanlage (100, 200, 300, 400).
  2. Offshore-Windkraftanlage (100, 200, 300, 400) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass - zumindest eine erste meteorologische Umgebungsbedingung und eine zweite sich von der ersten Umgebungsbedingung unterscheidende meteorologische Umgebungsbedingung vorgegeben sind, - wobei bei Detektion, dass die erste meteorologische Umgebungsbedingung durch den bestimmten meteorologischen Umgebungsparameter erfüllt ist, die Höhenverstelleinrichtung (112, 212, 312) eingerichtet ist zum Verändern des vertikalen Abstands durch Einstellen eines ersten der ersten meteorologischen Umgebungsbedingung zugeordneten vertikalen Abstands, und - wobei bei Detektion, dass die zweite meteorologische Umgebungsbedingung durch den bestimmten meteorologischen Umgebungsparameter erfüllt ist, die Höhenverstelleinrichtung (112, 212, 312) eingerichtet ist zum Verändern des vertikalen Abstands durch Einstellen eines zweiten der zweiten meteorologischen Umgebungsbedingung zugeordneten vertikalen Abstands.
  3. Offshore-Windkraftanlage (100, 200, 300, 400) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass - der mindestens eine bestimmte meteorologische Umgebungsparameter ausgewählt ist aus der Gruppe, umfassend: - Windrichtung, - Windstärke, - Wellenhöhe.
  4. Offshore-Windkraftanlage (100, 200, 300, 400) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass - die Höhenverstelleinrichtung (112, 212, 312) mindestens einen mit einem Ballastmedium (225) befüllbaren Ballasttank (226) umfasst, und - die Höhenverstelleinrichtung (112, 212, 312) mindestens eine Ballastmediumförderanordnung (228) umfasst, eingerichtet zum Verändern des Füllstands (227) und/oder der Gesamtdichte des Ballasttanks (226).
  5. Offshore-Windkraftanlage (100, 200, 300, 400) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass - die Ballastmediumförderanordnung (228) mindestens eine Pumpvorrichtung (230) umfasst, eingerichtet zum Verändern des Füllstands (227) des Ballasttanks (226) durch aktives Fördern des Ballastmediums (225) in den Ballasttank (226) hinein und/oder durch aktives Fördern des Ballastmediums (225) aus dem Ballasttank (226) heraus.
  6. Offshore-Windkraftanlage (100, 200, 300, 400) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass - die Höhenverstelleinrichtung (112, 212, 312) mindestens eine mit dem schwimmfähigen Fundament (104, 204, 304) verbundene Gewichtsanordnung (312) umfasst, die zumindest zwischen einem auf der Unterwasserbodenoberfläche (118, 218, 318) abgesenkten Zustand und einem von der Unterwasserbodenoberfläche (118, 218, 318) abgehobenen Zustand veränderbar ist.
  7. Offshore-Windpark (450), umfassend: - eine Mehrzahl von Offshore-Windkraftanlagen (100, 200, 300, 400) nach einem der vorherigen Ansprüche, und - mindestens eine Höhensteuervorrichtung (452), eingerichtet zum Ansteuern mindestens einer ersten Höhenverstelleinrichtung (112, 212, 312) einer Offshore-Windkraftanlage (100, 200, 300, 400) mit einem Höhensollwert zum Bewirken eines Veränderns eines vertikalen Abstands eines schwimmfähigen Fundaments (104, 204, 304) der Offshore-Windkraftanlage (100, 200, 300, 400) zu einer Unterwasserbodenoberfläche (118, 218, 318) des Unterwasserbodens (116, 216, 316) und/oder zu einer Wasseroberfläche (114, 214, 314) entsprechend dem Höhensollwert, wobei der Höhensollwert zumindest von der mindestens einen meteorologischen Umgebungsbedingung der Offshore-Windkraftanlage (100, 200, 300, 400) abhängt.
  8. Offshore-Windpark (450) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass - der Höhensollwert zusätzlich von der Position einer ersten Offshore-Windkraftanlage (100, 200, 300, 400) in Relation zu mindestens einer weiteren Offshore-Windkraftanlage (100, 200, 300, 400) des Offshore-Windparks (450) abhängt.
  9. Offshore-Windpark (450) nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass - zumindest eine erste meteorologische Umgebungsbedingung und eine zweite sich von der ersten Umgebungsbedingung unterscheidende meteorologische Umgebungsbedingung vorgegeben ist, - wobei die Höhensteuervorrichtung (452) eingerichtet ist zum Ansteuern der Mehrzahl von Offshore-Windkraftanlagen (100, 200, 300, 400) mit ersten Höhensollwerten entsprechend einer ersten vorgegebenen und der ersten meteorologischen Umgebungsbedingung zugeordneten Höheneinstellregel bei einer Detektion, dass die erste meteorologische Umgebungsbedingung durch den bestimmten meteorologischen Umgebungsparameter erfüllt ist, - wobei die Höhensteuervorrichtung (452) eingerichtet ist zum Ansteuern der Mehrzahl von Offshore-Windkraftanlagen (100, 200, 300, 400) mit zweiten sich von den ersten Höhensollwerten zumindest teilweise unterscheidenden Höhensollwerten entsprechend einer zweiten vorgegebenen und der zweiten meteorologischen Umgebungsbedingung zugeordneten Höheneinstellregel bei einer Detektion, dass die zweite meteorologische Umgebungsbedingung durch den bestimmten meteorologischen Umgebungsparameter erfüllt ist.
  10. Offshore-Windpark (450) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass - zumindest die erste der ersten Umgebungsbedingung zugeordnete Höheneinstellregel und die zweite der zweiten Umgebungsbedingung zugeordnete Höheneinstellregel in Form einer vorab bestimmten und in einer Datenspeicheranordnung (464) der Höhensteuervorrichtung (452) gespeicherten Zuordnungstabelle abgebildet ist.
  11. Offshore-Windpark (450) nach einem der vorherigen Ansprüche 6 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass - die Mehrzahl der Offshore-Windkraftanlagen (100, 200, 300, 400) zumindest in eine erste Untergruppe von Offshore-Windkraftanlagen (100, 200, 300, 400) mit einem jeweils gleichen ersten Park-Positionsattribut und eine zweite Untergruppe von Offshore-Windkraftanlagen (100, 200, 300, 400) mit einem jeweils gleichen zweiten Park-Positionsattribut einteilbar ist, und - die Höhensteuervorrichtung (452) eingerichtet ist zum Ansteuern der ersten Untergruppe von Offshore-Windkraftanlagen (100, 200, 300, 400) mit Höhensollwerten, die sich von den Höhensollwerten unterscheiden, mit denen ein zweite Untergruppe von Offshore-Windkraftanlagen (100, 200, 300, 400) angesteuert wird.
  12. Offshore-Windpark (450) nach einem der vorherigen Ansprüche 6 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass - der Offshore-Windpark (450) mindestens eine Höhensollwertbestimmungseinrichtung (462) umfasst, eingerichtet zum Bestimmen der Höhensollwerte zum Ansteuern der Mehrzahl von Offshore-Windkraftanlagen (100, 200, 300, 400) bei mindestens einer gemessenen oder prognostizierten meteorologischen Umgebungsbedingung, - wobei die Höhensollwertbestimmungseinrichtung (462) eingerichtet ist zum Ausführen einer Mehrzahl von Simulationsschritten, basierend auf einem Simulationsmodell der Mehrzahl von Offshore-Windkraftanlagen (100, 200, 300, 400) des Offshore-Windparks (450), - wobei in jedem Simulationsschritt für die Mehrzahl von Offshore-Windkraftanlagen (100, 200, 300, 400) unterschiedliche Höhensollwerte eingestellt werden und die für die Höhensollwerte generierte elektrische Gesamtleistung bestimmt wird, und - wobei als Höhensollwerte zum Ansteuern der Mehrzahl von Offshore-Windkraftanlagen (100, 200, 300, 400) bei der meteorologischen Umgebungsbedingung die Höhensollwerte bestimmt werden, bei denen die bestimmte generierte elektrische Gesamtleistung maximal ist.
  13. Verfahren zum Betreiben einer schwimmfähigen Offshore-Windkraftanlage (100, 200, 300, 400), insbesondere einer schwimmfähigen Offshore-Windkraftanlage (100, 200, 300, 400) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, umfassend - Verändern, durch mindestens eine Höhenverstelleinrichtung (112, 212, 312) der Offshore-Windkraftanlage (100, 200, 300, 400), eines vertikalen Abstands (120, 220, 320) eines schwimmfähigen Fundaments (104, 204, 304) der schwimmfähigen Offshore-Windkraftanlage (100, 200, 300, 400) zu einer Unterwasserbodenoberfläche (118, 218, 318) des Unterwasserbodens (116, 216, 316) und/oder zu einer Wasseroberfläche (114, 214, 314) während des Verankerungszustands der Offshore-Windkraftanlage (100, 200, 300, 400), basierend auf mindestens einem bestimmten meteorologischen Umgebungsparameter der Offshore-Windkraftanlage (100, 200, 300, 400).
  14. Schwimmfähiges Fundament (104, 204, 304) für mindestens eine schwimmfähige Offshore-Windkraftanlage (100, 200, 300, 400), insbesondere einer schwimmfähigen Offshore-Windkraftanlage (100, 200, 300, 400) nach einem der vorherigen Ansprüche 1 bis 6, umfassend: - mindestens eine Höhenverstelleinrichtung (112, 212, 132), eingerichtet zum Verändern des vertikalen Abstands (120, 220, 320) des schwimmfähigen Fundaments (104, 204, 304) zu einer Unterwasserbodenoberfläche (118, 218, 318) des Unterwasserbodens (116, 216, 316) und/oder zu einer Wasseroberfläche (114, 214, 314) während eines Verankerungszustands des schwimmfähigen Fundaments (104, 204, 304), basierend auf mindestens einem bestimmten meteorologischen Umgebungsparameter der Offshore-Windkraftanlage (100, 200, 300, 400).
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