Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Mantel gegen Korrosion bei Offshore-Windkraftanlagen

23.11.2009
Die Zukunft der Windenergie liegt auf dem Meer. Das erfordert allerdings eine Anlagentechnik, die extremen Witterungsbedingungen trotzt. Daher spielt der Korrosionsschutz bei Offshore-Anlagen eine wichtige Rolle, soll das salzige Meerwasser nicht Wartungskosten und Ausfallzeiten in die Höhe treiben.

Über dem Meer weht der Wind im Durchschnitt viel stärker als über dem Land. Folglich ist dort das Betreiben von Windenergieanlagen attraktiver. Jedoch ist der wirtschaftliche Offshore-Betrieb der Anlagen nur dann sichergestellt, wenn sie langlebig konstruiert sind und ohne aufwändige Wartungs- und Reparaturmaßnahmen laufen.

Korrosionsschutz bei Offshore-Windkraftanlagen wichtig

Eine wichtige Rolle spielt daher der Korrosionsschutz. So wurde Anfang dieses Jahres in Hamburg auf der Tagung „Korrosionsschutz in der maritimen Technik“ dieses Thema lebhaft diskutiert.

Um ein optimiertes, wirtschaftliches und ökologisch verträgliches Konzept für den Korrosionsschutz von Offshore-Windenergieanlagen zu erstellen, müssen Experten aller beteiligten Branchen eng miteinander zusammenarbeiten. Denn grundsätzlich lassen sich Erfahrungen aus anderen Branchen übernehmen.

Zum Beispiel hat sich zur Vermeidung von Bimetallkorrosion bewährt, dass bei der Bauplanung kompatible Werkstoffe ausgewählt oder entsprechende Schutzmaßnahmen getroffen werden. Später, bei der Applikation, kann man auf die Erfahrungen von Werften hinsichtlich der oft nur schwer einzuhaltenden VOC-Richtlinien zur Begrenzung der Emissionen flüchtiger organischer Verbindungen zurückgreifen.

„Natürlich gibt es für Offshore-Plattformen vorbildliche Korrosionsschutzstrategien“, berichtet Daniel Engel, Vice President Materials & Products bei der Germanischer Lloyd AG in Hamburg, die als Dienstleister Neubauten von Schiffen, meerestechnischen Bauwerken und Offshore-Anlagen überwacht. Diese Strategien müssten allerdings noch auf Windenergieanlagen übertragen und nachhaltig angepasst werden.

Notwendige Überwachung der Offshore-Windkraftanlagen

Die Herstellung immer größerer Windenergieanlagen verlange eine Anpassung aller begleitenden Parameter, sagt Uwe Meesenburg vom Anlagenhersteller Repower Systems, Hamburg. Der Experte für Qualitäts- und Fertigungsüberwachung im Bereich Rohrturm und Korrosionsschutz bezieht sich dabei auf die Pilotprojekte „Beatrice“ in der Nordsee und „Thornton Bank“ im Ärmelkanal. Für beide Projekte hat Repower Rohrturm, Gondel und Rotor geliefert.

Zwar waren für die Arbeit von Repower die hoch belasteten Bereiche der Gründungen im Unterwasserbereich und in der Wasserwechselzone ausgeklammert, doch brachten die Projekte genügend große Herausforderungen mit sich: Wie werden die Komponenten vor Korrosion geschützt, wie transportiert und errichtet? Welcher Turmhersteller ist überhaupt in der Lage, Rohrtürme dieser Größenordnung herzustellen und korrosionsschutzgerecht zu beschichten?

Beim Projekt „Beatrice“ ist das Turmsegment 66 m lang. Für die Beschichtung musste diese „Röhre“ in drei Segmente aufgeteilt werden, weil sie im Ganzen nicht in die Strahl- und Lackierkabine gepasst hätte. Das machte eine aufwändigere Prozessplanung und -durchführung erforderlich, die jedoch laut Meesenburg das Ergebnis gerechtfertigt hat: die sichere Applikation einer zuverlässigen Beschichtung. Erwartete Beschädigungen durch Transport und Montage wurden in einer späteren Projektphase mit dem jeweiligen Reparatursystem des Farbherstellers beseitigt.

Vorgrundierte Bleche entsprachen zuerst nicht den Vorgaben

Im Fall „Thornton Bank“ dagegen zeigte sich, dass der Hersteller der Rohrtürme den Anforderungen von Repower anfänglich nicht gerecht wurde. So entsprach vor allem der Einsatz von vorgrundierten Blechen nicht den Vorgaben. Letztendlich entstand jedoch in enger Kooperation von Repower, dem Turmhersteller sowie dem Zulieferer der Bleche ein hochwertiges Produkt.

„Das zeigt aber, dass eine tiefgreifende Qualitäts- und Fertigungsüberwachung im Bereich des Korrosionsschutzes unumgänglich ist“, erläutert Meesenburg. „Eine Prozesssicherheit wird sich erst über einen längeren Zeitraum bei größeren Losgrößen einstellen.“

Korrosionsschutz für Windkraftanlagen muss vollständig dokumentiert werden

Wichtig sei außerdem eine vollständige Dokumentation des Korrosionsschutzes, damit im Notfall auf ein geeignetes Reparatursystem zurückgegriffen werden könne. Dazu gehörten insbesondere Hinweise für die Oberflächenvorbereitung bei der Reparatur des notwendigen Farbschichtaufbaus.

„Es gibt zurzeit nur wenige Turmhersteller, die technisch in der Lage sind, den Herausforderungen gerecht zu werden“, resümiert Meesenburg. Schließlich bedürfe es eines erheblichen Investitionsvolumens, um Fertigungsstätten für Rohrturmsegmente dieser Dimension zu errichten.

Offshore-Windkraftanlagen sollen über 20 bis 25 Jahre möglichst wartungsfrei bleiben

„Grundsätzlich soll die Anlage so konstruiert sein, das sie über eine Lebensdauer von 20 bis 25 Jahren möglichst wartungsfrei zu betreiben ist“, sagt Mathilde Lindhardt Damsgaard vom dänischen Energiekonzern Dong. „Bei der Auswahl eines Korrosionsschutzsystems müssen daher alle gegebenen Parameter untersucht werden.“

Nur eine genaue Betrachtung des individuellen Objekts führe zu einem wirtschaftlichen und dauerhaften Schutz. Sowohl für Beton- wie auch für Stahlkonstruktionen sei ein Design mit geeigneten Materialien und Konstruktionsdetails der erste Schritt, um das Risiko von Korrosion zu minimieren.

Einfache Beschichtungssysteme reichen für Offshore-Windkraftanlagen nicht aus

Doch erst im Betrieb einer Offshore-Windenergieanlage werde offensichtlich, wo die Stärken und Schwächen eines Korrosionsschutzsystems liegen. So wurden in dem im Jahr 2002 errichteten Windpark „Horns Rev“ westlich von Dänemark beispielsweise nur einfache Beschichtungssysteme aufgetragen. Bereits nach wenigen Jahren zeigten sich großflächige Beschädigungen.

Seitdem ist klar: Um einen „Puffer-Effekt“ zu erzielen, sind mehrlagige Systeme notwendig. Denn Poren oder Durchbrüche auf die Stahloberfläche treten aller Wahrscheinlichkeit nach nicht genau übereinander auf.

Dokumentation des Korrosionsschutzes erleichtert Überprüfung

Ein anderes Fallbeispiel, das Damsgaard auf der Tagung geschildert hat, waren inaktive Anoden im Windpark „Nysted“. Dort hatte man pro Gründung 120 kg Zinkanoden eingesetzt. Die inaktiven Bauteile konnten nicht aufgespürt werden. Das mache deutlich, so Damsgaard, wie sinnvoll eine Dokumentation sei. Sie ermögliche, die Anoden der betroffenen Charge zu überprüfen, was Arbeit und Kosten einspare.

Bereits vor 18 Jahren wurde der erste Windpark mit knapp 5 MW Leistung in der Ostsee vor der Küste Dänemarks errichtet. Bau und Aufstellung von Offshore-Windenergieanlagen sind dennoch für alle Beteiligten relatives Neuland. Noch gibt es keine umfangreichen Erfahrungen. Weder übergeordnete Regeln noch Standards weisen den Weg. Daniel Engel von der Germanischer Lloyd AG weiß jedoch, dass „hohe Qualitätsstandards und zuverlässige Kontrollsysteme ausgesprochen wichtig“ sind.

Josef Kraus | MM MaschinenMarkt
Weitere Informationen:
http://www.maschinenmarkt.vogel.de/themenkanaele/produktion/oberflaechentechnik/articles/239764/

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Maschinenbau:

nachricht Satellitengestützte Lasermesstechnik gegen den Klimawandel
17.01.2017 | Fraunhofer-Institut für Lasertechnik ILT

nachricht eldec-Technologie im Maschinenbau: Standardisierte Hochleistungsgeneratoren für exzellente Maschinenbaulösungen
15.12.2016 | EMAG eldec Induction GmbH

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Maschinenbau >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

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

Im Focus: Erforschung von Elementarteilchen in Materialien

Laseranregung von Semimetallen ermöglicht die Erzeugung neuartiger Quasiteilchen in Festkörpersystemen sowie ultraschnelle Schaltung zwischen verschiedenen Zuständen.

Die Untersuchung der Eigenschaften fundamentaler Teilchen in Festkörpersystemen ist ein vielversprechender Ansatz für die Quantenfeldtheorie. Quasiteilchen...

Im Focus: Studying fundamental particles in materials

Laser-driving of semimetals allows creating novel quasiparticle states within condensed matter systems and switching between different states on ultrafast time scales

Studying properties of fundamental particles in condensed matter systems is a promising approach to quantum field theory. Quasiparticles offer the opportunity...

Im Focus: Mit solaren Gebäudehüllen Architektur gestalten

Solarthermie ist in der breiten Öffentlichkeit derzeit durch dunkelblaue, rechteckige Kollektoren auf Hausdächern besetzt. Für ästhetisch hochwertige Architektur werden Technologien benötigt, die dem Architekten mehr Gestaltungsspielraum für Niedrigst- und Plusenergiegebäude geben. Im Projekt »ArKol« entwickeln Forscher des Fraunhofer ISE gemeinsam mit Partnern aktuell zwei Fassadenkollektoren für solare Wärmeerzeugung, die ein hohes Maß an Designflexibilität erlauben: einen Streifenkollektor für opake sowie eine solarthermische Jalousie für transparente Fassadenanteile. Der aktuelle Stand der beiden Entwicklungen wird auf der BAU 2017 vorgestellt.

Im Projekt »ArKol – Entwicklung von architektonisch hoch integrierten Fassadekollektoren mit Heat Pipes« entwickelt das Fraunhofer ISE gemeinsam mit Partnern...

Im Focus: Designing Architecture with Solar Building Envelopes

Among the general public, solar thermal energy is currently associated with dark blue, rectangular collectors on building roofs. Technologies are needed for aesthetically high quality architecture which offer the architect more room for manoeuvre when it comes to low- and plus-energy buildings. With the “ArKol” project, researchers at Fraunhofer ISE together with partners are currently developing two façade collectors for solar thermal energy generation, which permit a high degree of design flexibility: a strip collector for opaque façade sections and a solar thermal blind for transparent sections. The current state of the two developments will be presented at the BAU 2017 trade fair.

As part of the “ArKol – development of architecturally highly integrated façade collectors with heat pipes” project, Fraunhofer ISE together with its partners...

Im Focus: Mit Bindfaden und Schere - die Chromosomenverteilung in der Meiose

Was einmal fest verbunden war sollte nicht getrennt werden? Nicht so in der Meiose, der Zellteilung in der Gameten, Spermien und Eizellen entstehen. Am Anfang der Meiose hält der ringförmige Proteinkomplex Kohäsin die Chromosomenstränge, auf denen die Bauanleitung des Körpers gespeichert ist, zusammen wie ein Bindfaden. Damit am Ende jede Eizelle und jedes Spermium nur einen Chromosomensatz erhält, müssen die Bindfäden aufgeschnitten werden. Forscher vom Max-Planck-Institut für Biochemie zeigen in der Bäckerhefe wie ein auch im Menschen vorkommendes Kinase-Enzym das Aufschneiden der Kohäsinringe kontrolliert und mit dem Austritt aus der Meiose und der Gametenbildung koordiniert.

Warum sehen Kinder eigentlich ihren Eltern ähnlich? Die meisten Zellen unseres Körpers sind diploid, d.h. sie besitzen zwei Kopien von jedem Chromosom – eine...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Über intelligente IT-Systeme und große Datenberge

17.01.2017 | Veranstaltungen

Aquakulturen und Fangquoten – was hilft gegen Überfischung?

16.01.2017 | Veranstaltungen

14. BF21-Jahrestagung „Mobilität & Kfz-Versicherung im Fokus“

12.01.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Erforschung von Elementarteilchen in Materialien

17.01.2017 | Physik Astronomie

Wasser - der heimliche Treiber des Kohlenstoffkreislaufs?

17.01.2017 | Geowissenschaften

Kieselalge in der Antarktis liest je nach Umweltbedingungen verschiedene Varianten seiner Gene ab

17.01.2017 | Biowissenschaften Chemie