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 Baukasten-System für die Linienfertigung: Die VL-Baureihe von EMAG
21.02.2017 | EMAG GmbH & Co. KG

nachricht Fraunhofer IWS Dresden kooperiert mit starkem Forschungspartner in Singapur
14.02.2017 | Fraunhofer-Institut für Werkstoff- und Strahltechnik IWS

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Maschinenbau >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

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

Im Focus: Kühler Zwerg und die sieben Planeten

Erdgroße Planeten mit gemäßigtem Klima in System mit ungewöhnlich vielen Planeten entdeckt

In einer Entfernung von nur 40 Lichtjahren haben Astronomen ein System aus sieben erdgroßen Planeten entdeckt. Alle Planeten wurden unter Verwendung von boden-...

Im Focus: Mehr Sicherheit für Flugzeuge

Zwei Entwicklungen am Lehrgebiet Rechnerarchitektur der FernUniversität in Hagen können das Fliegen sicherer machen: ein Flugassistenzsystem, das bei einem totalen Triebwerksausfall zum Einsatz kommt, um den Piloten ein sicheres Gleiten zu einem Notlandeplatz zu ermöglichen, und ein Assistenzsystem für Segelflieger, das ihnen das Erreichen größerer Höhen erleichtert. Präsentiert werden sie von Prof. Dr.-Ing. Wolfram Schiffmann auf der Internationalen Fachmesse für Allgemeine Luftfahrt AERO vom 5. bis 8. April in Friedrichshafen.

Zwei Entwicklungen am Lehrgebiet Rechnerarchitektur der FernUniversität in Hagen können das Fliegen sicherer machen: ein Flugassistenzsystem, das bei einem...

Im Focus: HIGH-TOOL unterstützt Verkehrsplanung in Europa

Forschung am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) unterstützt die Europäische Kommission bei der Verkehrsplanung: Anhand des neuen Modells HIGH-TOOL lässt sich bewerten, wie verkehrspolitische Maßnahmen langfristig auf Wirtschaft, Gesellschaft und Umwelt wirken. HIGH-TOOL ist ein frei zugängliches Modell mit Modulen für Demografie, Wirtschaft und Ressourcen, Fahrzeugbestand, Nachfrage im Personen- und Güterverkehr sowie Umwelt und Sicherheit. An dem nun erfolgreich abgeschlossenen EU-Projekt unter der Koordination des KIT waren acht Partner aus fünf Ländern beteiligt.

Forschung am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) unterstützt die Europäische Kommission bei der Verkehrsplanung: Anhand des neuen Modells HIGH-TOOL lässt...

Im Focus: Zinn in der Photodiode: nächster Schritt zur optischen On-Chip-Datenübertragung

Schon lange suchen Wissenschaftler nach einer geeigneten Lösung, um optische Komponenten auf einem Computerchip zu integrieren. Doch Silizium und Germanium allein – die stoffliche Basis der Chip-Produktion – sind als Lichtquelle kaum geeignet. Jülicher Physiker haben nun gemeinsam mit internationalen Partnern eine Diode vorgestellt, die neben Silizium und Germanium zusätzlich Zinn enthält, um die optischen Eigenschaften zu verbessern. Das Besondere daran: Da alle Elemente der vierten Hauptgruppe angehören, sind sie mit der bestehenden Silizium-Technologie voll kompatibel.

Schon lange suchen Wissenschaftler nach einer geeigneten Lösung, um optische Komponenten auf einem Computerchip zu integrieren. Doch Silizium und Germanium...

Im Focus: Innovative Antikörper für die Tumortherapie

Immuntherapie mit Antikörpern stellt heute für viele Krebspatienten einen Erfolg versprechenden Ansatz dar. Weil aber längst nicht alle Patienten nachhaltig von diesen teuren Medikamenten profitieren, wird intensiv an deren Verbesserung gearbeitet. Forschern um Prof. Thomas Valerius an der Christian Albrechts Universität Kiel gelang es nun, innovative Antikörper mit verbesserter Wirkung zu entwickeln.

Immuntherapie mit Antikörpern stellt heute für viele Krebspatienten einen Erfolg versprechenden Ansatz dar. Weil aber längst nicht alle Patienten nachhaltig...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Big Data Centrum Ostbayern-Südböhmen startet Veranstaltungsreihe

23.02.2017 | Veranstaltungen

DFG unterstützt Kongresse und Tagungen - April 2017

23.02.2017 | Veranstaltungen

Wie werden wir gesund alt? - Alternsforscher tagen auf interdisziplinärem Symposium in Magdeburg

23.02.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Heinz Maier-Leibnitz-Preise 2017: DFG und BMBF zeichnen vier Forscherinnen und sechs Forscher aus

23.02.2017 | Förderungen Preise

Big Data Centrum Ostbayern-Südböhmen startet Veranstaltungsreihe

23.02.2017 | Veranstaltungsnachrichten

Planeten außerhalb unseres Sonnensystems: Bayreuther Forscher dringen tief ins Weltall vor

23.02.2017 | Physik Astronomie