Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Auf solidem Fundament

25.06.2003


Abb. 1: Bodenpressung bei bis zur Hälfte klaffender Bodenfuge


Abb. 2: Sattellage des Fundamentes

Eine Windenergieanlage muss viele Jahre lang der Kraft des Windes standhalten. Ihre Komponenten sind von der Rotorblattspitze bis zum Turmfuß entsprechend dieser Anforderungen konstruiert. Jetzt soll das tief im Boden verankerte Fundament noch leistungsfähiger werden.

Windenergieanlagen werden in Deutschland baurechtlich geprüft, genau wie jedes andere Bauwerk vom Leuchtturm bis zur Litfasssäule. Von dieser Prüfung betroffen sind Turm und Gründung mit Fundament, nicht jedoch Gondel und Rotorblätter (separate Prüfung im Rahmen der Anlagen-Zertifizierung). Per Definition im Baurecht wird die Maschine von einem Bauwerk getragen. Ihre komplexe Dynamik wird bei Berechnungen für Fundamente jedoch kaum berücksichtigt.

Die Richtlinie „Windkraftanlagen – Einwirkungen und Standsicherheitsnachweise für Turm und Gründung“ des Deutschen Instituts für Bautechnik (DIBt) ist bereits seit 1993 die Basis für Berechnung von Fundamenten in der Windenergie nach deutschem Baurecht (zweite, überarbeitete Auflage 1995). Diese Richtlinie beschreibt mögliche Lastsituationen, Windbedingungen und Baubestimmungen für den Nachweis, dass die Komponenten den Anforderungen genügen. In der DIBt-Richtlinie werden besondere Bedingungen bei Windenergieanlagen berücksichtigt und ergänzende Regelungen formuliert. Für Fundamente von Windenergieanlagen mit ihren speziellen dynamischen Eigenschaften werden weitgehend die gleichen Regelwerke herangezogen, wie sie auch für andere Bauwerke angewendet werden. Sicherheitsbestimmungen, die auf klassische, ruhende Bauwerke abgestimmt sind, werden also nach DIBt auf die Windenergie übertragen.

Nach dem derzeit gültigen Richtlinien und Normenstand ist sowohl unter dynamischen Betriebsbelastungen als auch für seltene Extrembelastungen ein Klaffen der Bodenfuge zulässig. Das bedeutet, dass es Zustände geben darf, bei denen die Sohlplatte eines flachgegründeten Fundaments nicht mit seiner gesamten Fläche aufliegen muss (siehe Abb. 1). Die Bodenfuge ist im Vergleich zu anderen Komponenten der Windenergieanlage sehr schlecht zu inspizieren, ihr Zustand lässt sich bei wiederkehrenden Prüfungen nicht beurteilen und Nachbesserungen sind nahezu ausgeschlossen.

Damit ist die Tragfähigkeit der Gründung nach derzeit gültigem Stand der Richtlinie noch optimierbar. Das bestätigt auch der Statiker Prof. Horst Bellmer von der Bellmer Ingenieurgruppe, Bremen: „Ich habe schon so manches knapp berechnete Fundament in Deutschland gesehen. Fehler, die ich unten beim Bau einer Anlage mache, die kann ich oben nicht wieder gut machen.“

ENERCON hat daher im Sinne eines von der Blattspitze bis zur Gründung gehobenen Sicherheitsniveaus die Anforderungen an die Fundamentauslegung hausintern verschärft. Speziell die dynamische Belastbarkeit des Baugrunds und der besondere Fall klaffender Bodenfugen werden von den ENERCON Konstruktionsingenieuren kritisch betrachtet.

Aus diesem Grund hat ENERCON die Anforderungen an die Fundamentauslegung dahingehend geändert, dass Komponenten nicht überlastet werden. Damit wird das Kippen der Anlage ebenso vermieden wie die Bildung einer Sattellage (Abb. 2). Diese Sattellage kann immer dann entstehen, wenn der Baugrund unter hoher Pressung örtlich nachgibt und daraus folgend das Fundament auf der Rest-Aufstandsfläche kippelt.

Bei einigen Fundamenten für Stahltürme können die geänderten Anforderungen in Ausnahmefällen zu einer Erhöhung der Fundamentmasse von bis zu 50 Prozent führen, bei Fundamenten schwerer Betontürme sind dagegen größtenteils keine Änderungen zu erwarten.

„Die Kosten für ein Fundament machen derzeit drei bis fünf Prozent der Projektkosten aus. Der finanzielle Mehraufwand durch das erhöhte Sicherheitsniveau im Fundamentbau steht in einem durchaus tragbaren Verhältnis zu den Gesamtinvestitionskosten eines Windpark-Projektes“, findet ENERCON Konstruktionsingenieur Torsten Jepsen.

ENERCON hat nun das Ziel, die neu berechneten Fundamente für alle zukünftigen Projekte umgehend einzuführen. Jepsen geht davon aus, dass weitere Hersteller und Projektierer diesem Beispiel folgen werden. Die entsprechenden Richtlinien werden wahrscheinlich in naher Zukunft angepasst.

Die DIBt-Richtlinie gilt zwar nur für Deutschland, ENERCON wird aber mit Blick auf das höhere Sicherheitsniveau die neuen Fundamente auch für ausländische Projekte einsetzen.


Nicole Weinhold | Enercon
Weitere Informationen:
http://www.innovations-report.de/html/profile/profil-1105.html
http://www.enercon.de

Weitere Berichte zu: Sicherheitsniveau Windenergieanlage

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Energie und Elektrotechnik:

nachricht TU Ilmenau erforscht innovative mikrooptische Bauelemente für neuartige Anwendungen
21.09.2017 | Technische Universität Ilmenau

nachricht Bald bessere Akkus?
21.09.2017 | Gesellschaft Deutscher Chemiker e.V.

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Energie und Elektrotechnik >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Hochpräzise Verschaltung in der Hirnrinde

Es ist noch immer weitgehend unbekannt, wie die komplexen neuronalen Netzwerke im Gehirn aufgebaut sind. Insbesondere in der Hirnrinde der Säugetiere, wo Sehen, Denken und Orientierung berechnet werden, sind die Regeln, nach denen die Nervenzellen miteinander verschaltet sind, nur unzureichend erforscht. Wissenschaftler um Moritz Helmstaedter vom Max-Planck-Institut für Hirnforschung in Frankfurt am Main und Helene Schmidt vom Bernstein-Zentrum der Humboldt-Universität in Berlin haben nun in dem Teil der Großhirnrinde, der für die räumliche Orientierung zuständig ist, ein überraschend präzises Verschaltungsmuster der Nervenzellen entdeckt.

Wie die Forscher in Nature berichten (Schmidt et al., 2017. Axonal synapse sorting in medial entorhinal cortex, DOI: 10.1038/nature24005), haben die...

Im Focus: Highly precise wiring in the Cerebral Cortex

Our brains house extremely complex neuronal circuits, whose detailed structures are still largely unknown. This is especially true for the so-called cerebral cortex of mammals, where among other things vision, thoughts or spatial orientation are being computed. Here the rules by which nerve cells are connected to each other are only partly understood. A team of scientists around Moritz Helmstaedter at the Frankfiurt Max Planck Institute for Brain Research and Helene Schmidt (Humboldt University in Berlin) have now discovered a surprisingly precise nerve cell connectivity pattern in the part of the cerebral cortex that is responsible for orienting the individual animal or human in space.

The researchers report online in Nature (Schmidt et al., 2017. Axonal synapse sorting in medial entorhinal cortex, DOI: 10.1038/nature24005) that synapses in...

Im Focus: Tiny lasers from a gallery of whispers

New technique promises tunable laser devices

Whispering gallery mode (WGM) resonators are used to make tiny micro-lasers, sensors, switches, routers and other devices. These tiny structures rely on a...

Im Focus: Wundermaterial Graphen: Gewölbt wie das Polster eines Chesterfield-Sofas

Graphen besitzt extreme Eigenschaften und ist vielseitig verwendbar. Mit einem Trick lassen sich sogar die Spins im Graphen kontrollieren. Dies gelang einem HZB-Team schon vor einiger Zeit: Die Physiker haben dafür eine Lage Graphen auf einem Nickelsubstrat aufgebracht und Goldatome dazwischen eingeschleust. Im Fachblatt 2D Materials zeigen sie nun, warum dies sich derartig stark auf die Spins auswirkt. Graphen kommt so auch als Material für künftige Informationstechnologien infrage, die auf der Verarbeitung von Spins als Informationseinheiten basieren.

Graphen ist wohl die exotischste Form von Kohlenstoff: Alle Atome sind untereinander nur in der Ebene verbunden und bilden ein Netz mit sechseckigen Maschen,...

Im Focus: Hochautomatisiertes Fahren bei Schnee und Regen: Robuste Warnehmung dank intelligentem Sensormix

Schlechte Sichtverhältnisse bei Regen oder Schnellfall sind für Menschen und hochautomatisierte Fahrzeuge eine große Herausforderung. Im europäischen Projekt RobustSENSE haben die Forscher von Fraunhofer FOKUS mit 14 Partnern, darunter die Daimler AG und die Robert Bosch GmbH, in den vergangenen zwei Jahren eine Softwareplattform entwickelt, auf der verschiedene Sensordaten von Kamera, Laser, Radar und weitere Informationen wie Wetterdaten kombiniert werden. Ziel ist, eine robuste und zuverlässige Wahrnehmung der Straßensituation unabhängig von der Komplexität und der Sichtverhältnisse zu gewährleisten. Nach der virtuellen Erprobung des Systems erfolgt nun der Praxistest, unter anderem auf dem Berliner Testfeld für hochautomatisiertes Fahren.

Starker Schneefall, ein Ball rollt auf die Fahrbahn: Selbst ein Mensch kann mitunter nicht schnell genug erkennen, ob dies ein gefährlicher Gegenstand oder...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

Die Erde und ihre Bestandteile im Fokus

21.09.2017 | Veranstaltungen

23. Baltic Sea Forum am 11. und 12. Oktober nimmt Wirtschaftspartner Finnland in den Fokus

21.09.2017 | Veranstaltungen

6. Stralsunder IT-Sicherheitskonferenz im Zeichen von Smart Home

21.09.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

OLED auf hauchdünnem Edelstahl

21.09.2017 | Messenachrichten

Weniger (Flug-)Lärm dank Mathematik

21.09.2017 | Physik Astronomie

In Zeiten des Klimawandels: Was die Farbe eines Sees über seinen Zustand verrät

21.09.2017 | Geowissenschaften