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standard design of offshore
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This standard is intended to provide legal and planning security for development, design, implementation, operation and decommissioning of offshore wind farms within the ambit of the Marine Facilities Ordinance (SeeAnlV). It is dynamic and integrative in nature, so that it will be possible to take account of new knowledge and developments as well as the need to incorporate standards that have not been included before in order to achieve standardisation of an overall system.
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S t a n d a r d
D e s i g n o f O f f s h o r e W i n d T u r b i n e s
Standard
Design of Offshore Wind Turbines
20 December 2007
Published by the Federal Maritime and Hydrographic Agency (BSH)
in co-operation with:
Prof. Dipl.-Ing. Horst Bellmer
Prof. Bellmer Ingenieurgruppe GmbH, Bremen
Dipl.-Ing. Tim Bethke
Det Norske Veritas, Hamburg
Dipl.-Ing. Florian Biehl
Institut für Konstruktion und Festigkeit von
Schiffen, Technische Universität
Hamburg-Harburg
Dr.-Ing. Mario Binder
Ingenieurbüro für Tragwerkplanung und Bau-
dynamik, Schwerin
Prof. Dr.-Ing. Heiner Brakelmann
Fachgebiet Energietransport und -speiche-
rung, Universität Duisburg-Essen
Dipl.-Ing. Jens Dieter Claussen
Vestas Deutschland GmbH, Husum
Dipl.-Ing. Peter Dalhoff
Germanischer Lloyd WindEnergy, Hamburg
Dipl.-Ing. Ulrich Drechsel
Bilfinger & Berger AG, Hamburg
Dipl.-Ing. Alfred Fackler
Münchener Rückversicherungs-Gesellschaft,
München
Dipl.-Ing. Volker Gauler
Nexans Deutschland Industries GmbH,
Hannover
Dipl.-Ing. Joachim Göhlmann
Institut für Massivbau, Universität Hannover
Prof. Dr.-Ing. Harry Harder
Institut für Geotechnik, Hochschule Bremen
Dipl.-Ing. Götz Illner
Prysmian Kabel und Systeme GmbH,
Neustadt bei Coburg
Dr.-Ing. Ulrich Jäppelt
Arbeitskreis Bauüberwachung von Wind-
energieanlagen, c/o WTM Engineers GmbH –
Beratende Ingenieure im Bauwesen,
Hamburg
Dipl.-Ing. Hans Kahle
F+Z Baugesellschaft mbH, Hamburg
Dipl.-Ing. Jürgen Kröning
Deutsches Windenergieinstitut – Offshore and
Certification Centre, Cuxhaven
Dipl.-Ing. Jochen Merks
nkt cables GmbH, Nordenham
Dr.-Ing. Alexander Mitzlaff
IMS Ingenieurgesellschaft, Hamburg
Peter Petersen, Ph. D.
Det Norske Veritas, Hellerup (Dänemark)
Prof. Dr.-Ing. Peter Schaumann
Institut für Stahlbau, Universität Hannover
Dr.-Ing. Marc Seidel
Repower Systems AG, Osnabrück
Dipl.-Ing. Heiko Stehmeier
Submarine Cable & Pipe
GmbH & Co KG, Wiesmoor
Dipl.-Ing. Jörn Uecker
IMS Ingenieurgesellschaft, Hamburg
Dr.-Ing. Klaus Weber
Züblin Spezialtiefbau GmbH, Stuttgart
© Federal Maritime and Hydrographic Agency (BSH)
Hamburg and Rostock 2007
www.bsh.de
BSH no. 7005
All rights reserved. No part of this document is allowed to be reproduced without the
written approval of the BSH or to be processed, reproduced or disseminated using
electronic systems.
Photos: Repower AG, H. Stehmeier
3
Contents
Part A: A: General
1 Introduction. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5
2 Fundamentals. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5
2.1 Legal basis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5
2.2 Subject matter of this standard. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5
2.3 Standard directives for approval practice . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6
2.3.1 Construction and operation of offshore wind turbines . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6
2.3.2 Construction and operation of the power export of offshore wind turbines . . . . . . . . . . . . . 9
2.4 Additional standard specifications for offshore wind farms. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9
3 Deviations. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10
4 Updating . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10
Part B: B: Certificates and approval requirements
1 Definitions. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11
2 General. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12
3 Site-specific design certificates . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13
3.1 Turbine . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13
3.2 Support structure . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13
3.2.1 Site conditions and design basis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13
3.2.2 Loading assumptions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14
3.2.3 Support structure without foundation elements . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15
3.2.3.1 General. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15
3.2.3.2 Technical codes of practice. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15
3.2.3.3 Required certificates. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16
3.2.3.4 Structural design. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17
3.2.4 Foundation elements . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17
3.2.4.1 Preliminary remarks . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17
3.2.4.2 Safety certificate concept and process, level of stability against collapse . . . . . . . . . . . . . . 18
3.2.4.3 Technical codes of practice. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18
3.2.4.4 Material designations and parameters . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19
3.2.4.5 Soil model and characteristic soil parameters . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19
3.2.4.6 Boundary conditions for certificates . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19
3.2.4.7 Required certificates. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19
3.2.4.7.1 Certificate of stability of the seabed . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19
3.2.4.7.2 Certificates for foundation elements . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20
3.2.4.7.3 Certificates for special forms of foundation. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21
3.3 Certificate of conformity for evaluating the site-specific configuration
of offshore wind turbines . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21
3.4 Submarine cables. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21
3.4.1 General. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21
3.4.2 Technical codes of practice. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21
3.4.2.1 Cabling within the farm . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21
3.4.2.2 Connection to the power grid . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22
3.4.2.2.1 Alternating current transmission. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22
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