Tragstrukturen von Windenergieanlagen – sowohl On- als auch Offshore – sind von der Kostenseite aus betrachtet hochrelevante Bauteile einer Windenergieanlage. Neue Einsatzbedingungen im Binnenland und auf See in großen Wassertiefen erfordern kontinuierlich neue und bezahlbare technische Lösungen. Diesen Herausforderungen stellt sich der Forschungsverbund. Die Zusammenführung einer weltweit einmaligen Testinfrastruktur mit dem Know-how von WissenschaftlerInnen in den Bereichen numerische Berechnung und Simulation, Test- und Herstellverfahren sowie Modellvalidierung und -optimierung bietet einen praktischen, quantifizierbaren Mehrwert für Hersteller, Projektierer und Betreiber. Im Auslegungsbereich wird an neuen Materialien und Baukonzepten gearbeitet, die in den vorhandenen Testeinrichtungen auch validiert werden können. Die Tests ermöglichen zudem die Identifikation von Schädigungsvorgängen an Tragstrukturen aus Stahl, Guss, Beton oder Hybridmaterialien. Auf diese Weise können rechtzeitig Maßnahmen ergriffen werden, um die Lebensdauer von Windenergieanlagen zu erhöhen. In experimentellen Untersuchungen werden auch Fragestellungen zur umweltinduzierten Degradation und zur Analyse von Beschichtungssystemen gegen Korrosion behandelt.
Optimierung von Design und Bauverfahrenstechnik
Für Gründungsstrukturen, insbesondere für Offshore-Anwendung, werden neben der grundlagenorientierten Forschung zur Struktur-Boden-Interaktion unter Ermüdungslasten ebenfalls neue technische Lösungen für spezielle Anforderungen und zur Kostenoptimierung bestehender Konzepte entwickelt.
Im neuen Testzentrum in Hannover ist eine definierte Belastung der Trag- bzw. Gründungsstrukturen bis hin zum Grenzzustand der Tragfähigkeit möglich. Die Belastungsversuche können auch für eine sehr hohe Anzahl von Lastwechseln durchgeführt werden. Mithilfe der Tests lassen sich Systemreserven ermitteln, sodass das Design der Strukturen angepasst werden kann. Die Konstruktion schlankerer und damit leichterer Strukturen bei gleicher Standsicherheit spart Material und Logistikkosten. Umweltverträgliche Bauverfahrenstechniken können ebenfalls unter realistischen Bedingungen entwickelt und erprobt werden. Das Rammen von Gründungspfählen aus Stahl ist insbesondere bei großen Rohrdurchmessern immer noch mit hohen Schallemissionen verbunden. Durch optimierte Bauverfahrenstechniken können neue Standorte schonend erschlossen werden.