In den folgenden beiden Artikeln soll die Gründungsvariante des Gewichtsfundaments (auch: Schwerkraftsfundament) vorgestellt werden, das in der Abbildung „Fundamenttypen für Offshore-Windenergieanlagen“ im vorhergehenden Beitrag „Überblick über offshore-relevante Grundierungstypen“ ganz links zu sehen ist.

Diese Fundamentierungsart wurde bereits in einigen Offshore- bzw. Nearshore-Projekten in Dänemark bei vergleichsweise geringen Wassertiefen ≤ 10 m erfolgreich eingesetzt. Die grundlegende Funktion beruht dabei im Wesentlichen auf der Nutzung der Gravitationskräfte, die auf den Fundamentkörper aus (Stahl-)Beton einwirken, um die Tragkonstruktion und die Windenergieanlage – trotz des Einwirkens von Kippmomenten aus Wind-, Wasser– und eventuell (Pack-)Eislasten auf den Rotor und die Anlagenstruktur selbst – in einer senkrechten Position zu halten. Dabei können keinerlei Zugkräfte vom Fundament auf den Seeboden übertragen werden.

Daraus ergibt sich eine gewisse Sensibilität dieser Gründungstechnik gegenüber hydrodynamischen Extremlasten, da bei dem Durchzug sehr hoher Wellen, wie zum Beispiel auch der sogenannten Jahrhundertwelle, erhebliche Auftriebskräfte und somit entsprechend hohe Fundamentbelastungen auftreten können. Da die Höhe der Wellen unter anderem von der Wassertiefe abhängt, müssen beim Einsatz von Gewichtsfundamenten in größeren Wassertiefen in der Folge die Fundamentgewichte stark vergrößert werden.

Dies ist gleichzeitig auch der Grund für die Annahme, dass Schwerkraftsgründungen für Wassertiefen von über 10 Metern unwirtschaftlich seien und ihr technischer Einsatz physikalisch bedingt auf eine bestimmte Wassertiefe begrenzt sei. Inzwischen konnte diesen Kritikpunkten durch die Veränderung der Fundamentform jedoch entgegengetreten werden.

Wegen der hohen Steifigkeit dieser Fundamentierungsart lässt ein Schwerkraftsfundament nur eine vergleichsweise geringe Lastreduzierung durch aerodynamische Dämpfung zu. Unter aerodynamischer Dämpfung wird dabei diejenige Dämpfung der Fundamentbewegungen verstanden, die durch entgegengesetzte Änderungen in den aerodynamischen Lasten auf den Rotor der Offshore-Windenergieanlage entstehen.

Bauartbedingt ist auch die Dynamik der gesamten Tragkonstruktion nur begrenzt beeinflussbar. Die Ermüdungsfestigkeit wird im Wesentlichen von den auf den Anlagenrotor einwirkenden aerodynamischen Kräften bestimmt. An Standorten mit hohen Wellen, zum Beispiel in der Nordsee, ist weiterhin mit einer zunehmenden Bedeutung der oben bereits angesprochenen hydrodynamischen Lasten zu rechnen.