Erneuerbare Offshore Energien / Offshore-Anlagentechnik

Klimawandel und geopolitische Entwicklungen lassen die erneuerbaren Energien ins Zentrum der zukünftigen Energieversorgung rücken.

Aufgrund des großen Energiepotenzials von Wind und Welle kommt den erneuerbaren Energien im Offshore-Bereich eine besondere Rolle zu. So wird die Offshore-Windenergie einem steilen Ausbaupfad folgen und sich zu einem wichtigen Pfeiler der Energiewende entwickeln. Gleichzeitig wirdsie flankiert von der verstärkten Nutzung der Wellen- und Gezeitenenergie.

Offshore bedeutet vor allem herausfordernde Umweltbedingungen, denen die Anlagen standhalten müssen. Absolvent*innen des Studiengangs ‚Erneuerbare Offshore Energien‘ entwickeln innovative Lösungen, um einen sicheren und wirtschaftlichen Betrieb dieser klimaneutralen Energieerzeuger zu ermöglichen.

Der Bachelor-Studiengang bietet in sechs Semestern eine zukunftsorientierte Ausbildung an, die auf einer breiten maschinen- und schiffbaulichen Ingenieurausbildung basiert. Absolvent*innen beherrschen die Offshore-Sprache, sind gleichzeitig aber auch befähigt, im allgemeinen Maschinenbau und Schiffbau tätig zu werden.

Windenergie

Bei Windenergieanlagen (WEA) wird allein die Kraft des Windes genutzt, um mit Hilfe von Rotorblättern und einer Turbine elektrischen Strom zu erzeugen.

Auf hoher See ist die Windernte pro Jahr dabei deutlich größer als auf dem Festland. Mittlerweile werden Turbinen mit 15 Megawatt Nennleistung entwickelt. Wenn von dieser Typklasse z.B. 200 Stück in einem Offshore-Windpark aufgestellt werden, dann kann dafür ein Kohlekraftwerk abgeschaltet werden.

Die Offshore-Windenergie wird weltweit eine führende Rolle bei der Energiewende einnehmen. Neben den fest gegründeten WEA werden zukünftig auch schwimmende Anlagen entwickelt und gebaut, um auch Seegebiete mit größeren Wassertiefen für die Offshore-Windenergie nutzen zu können.

Wellenenergie

Viele Länder in Europa verfügen über Küstenregionen, wo sich die Nutzung der Meereswellen als erneuerbare Energiequelle anbietet.

Die Wellen führen ein hohes Maß an kinetischer Energie mit sich, die mit Hilfe von Wellenkraftwerken genutzt werden kann, um entweder Wasser zu fördern oder Strom zu erzeugen.
Theoretisch lässt sich durch Wellenkraft mehr elektrische Energie erzeugen als weltweit vebraucht wird. Allerdings gibt es bislang nur wenige Prototypen auf der Welt, die robust und sicher über mehrere Jahre funktionieren. Es gibt noch viel zu tun, damit Wellenkraftwerke einen technologischen Stand erreichen und diese Form der erneuerbaren Energie industriell genutzt werden kann.

Gezeiten- und Strömungsenergie

Gezeitenkraftwerke nutzen die potenzielle und kinetische Energie des Wassers bei Ebbe und Flut aus, um Strom zu generieren. Sie werden in Meeresbuchten und Flussmündungen errichtet.

Sie werden in Meeresbuchten und Flussmündungen errichtet.

Durch die Anziehungskraft des Mondes wird das dem Mond zugewandte Wasser angezogen. Somit kommt es über den Tagesverlauf zu Ebbe und Flut, welche eine Wasserströmung verursachen. Diese Wasserströmung wird bei Gezeitenkraftwerken genutzt, um Turbinen anzutreiben, die sowohl bei Flut als auch bei Ebbe funktionieren. Je größer der Tidenhub zwischen Ebbe und Flut ist, umso mehr elektrische Energie kann erzeugt werden.

Solarenergie

Die Urquelle aller erneuerbaren Energien bildet die Sonne.

Sonnenenergie kann mit Hilfe von Photovoltaikanlagen (PV) in elektrische Energie umgewandelt werden, oder es wird über thermische Solarkollektoren Wasser erhitzt. Entscheidend für die Leistung einer Photovoltaik- oder Solarthermieanlage sind die Ausrichtung zur Sonne, der Verschattungsgrad (z. B. Wolken) und der Wirkungsgrad der Anlage selbst.

Als Alternativen zu den PV-Anlagen auf Dach- und Freiflächen werden mittlerweile auch Wasserflächen genutzt. Solche schwimmenden PV-Anlagen besitzen eine Unterkonstruktion mit Schwimmkörpern wie eine Art Ponton, welche im stehenden Gewässer oder auf dem Meer platziert wird. Die schwimmenden Solaranalgen verzeichnen weltweit ein sehr dynamisches Wachstum mit über 1 Gigawatt installierter Leistung pro Jahr.

Studium

Das Studium verbindet Inhalte aus Maschinenbau- und dem Schiffbaustudium und vermittelt die benötigten Kompetenzen, um als Ingenieur*in im Offshore-Umfeld arbeiten zu können. Das Studium bietet eine solide Ausbildung zum/zur Ingenieur*in und bereitet optimal auf eine Tätigkeit im Offshore-Sektor vor.

In den ersten Semestern werden dazu die mathematisch-naturwissenschaftlichen Grundlagen sowie ingenieurwissenschaftliches Wissen entsprechend des Curriculums vermittelt. Neben den technischen Modulen werden ab dem 3. Semester fachübergreifende Module angeboten, die auf die Arbeit in internationalen Teams vorbereiten. Dazu gehören soziale Kompetenzen (Soft Skills), Fachenglisch, BWL und Recht sowie Projektmanagement.

Die offshore-spezifischen Kenntnisse können aus einem breiten Wahlmodulangebot entsprechend der eigenen Schwerpunktsetzung ausgewählt werden:

Wahlmodule

  • Einführung in die Offshore-Windenergietechnik
  • Belastungen von Offshore-Bauwerken
  • Geo- und bautechnische Grundlagen, Wetter u. Klima
  • Projektierung, Konstruktion und Gründung von Offshore-Bauwerken
  • Windenergietechnik
  • Fertigungstechnik Großbauteile
  • Montagetechnik Großanlagen
     
  • Korrosionsschutz
  • Offshore-Logistik
  • Instandhaltung, Betrieb und Rückbau
  • Umweltschutz Offshore
  • Risikoanalyse und Arbeitssicherheit Offshore
  • Einführung in die FE-Methode
  • Einführung in die Betriebsfestigkeit
     
  • Methodische Produktentwicklung
  • Hydraulik und Antriebstechnik
  • Festigkeit von Schiffen und Offshore-Strukturen
  • Entwurf von Schiffen für Offshore-Einsätze
  • Hydrostatik
  • Hydrodynamik, Widerstand und Propulsion
  • Analysen für Transport- und Installationsphase

Begleitet wird das Studium durch zahlreiche interessante Projekte. Durch die Mitarbeit kann das erlernte Wissen bereits während des Studiums eingesetzt und ausgebaut werden. Das Studium schließt mit dem akademischen Grad Bachelor of Engineering ab.

Berufe in ...

... Planung und Entwicklung

Für die Nutzung von erneuerbaren Energiequellen müssen zunächst geeignete Anlagen entwickelt werden, wofür Entwicklungsingenieur*innen gefragt sind. Die Arbeit erfolgt in enger Abstimmung mit den Verantwortlichen für das Projektmanagement, damit nicht nur technisch sinnvolle Lösungen, sondern auch kostengünstige Anlagen entwickelt werden.

... Fertigung und Montage

Ingenieure*innen nehmen auch in Fertigungs- bzw. Produktionsstätten eine wichtige Funktion wahr, wo die erneuerbaren Energieanlagen in Serie hergestellt werden. Die Fertigungs- und Montageprozesse werden vorab sorgfältig geplant, damit nicht nur die Qualitätsanforderungen für das Produkt garantiert werden können, sondern auch eine kostengünstige sowie ressourcenschonende Produktion stattfindet. Die Kenntnisse für moderne Fertigungsverfahren (z.B. 3D-Druck) werden im Studiengang EOE vermittelt.

... Transport und Installation

Die Transport- und Installationsarbeiten werden von Bauleitern und Monteuren übernommen. Für die Planung dieser Arbeiten werden im Vorfeld jedoch Logistiker benötigt, damit die Prozesse in Bezug auf Kosten und Zeit optimal ablaufen können. Außerdem werden Prüf- und Sicherheitsingenieure*innen auf der Baustelle benötigt, die die Arbeiten überwachen. Die Durchführung der Installationsarbeiten erfolgt in enger Abstimmung mit den Ingenieur*innen im Büro, die dafür die Konzepte und Arbeitsanweisungen erstellt haben.

... Betrieb und Instandhaltung

Die erneuerbaren Energieanlagen müssen während des Betriebs überwacht und gewartet werden. Servicetechniker*innen übernehmen vorwiegend die praktischen Tätigkeiten an Ort und Stelle. Die Projektingenieure*innen sind im „Back-Office“ für den reibungsfreien Betriebsablauf verantwortlich und kümmern sich um die Arbeitsorganisation für die Maßnahmen zur Instandhaltung.