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Laufende Forschungsberichte

Windenergie

HAPT - Beschleunigte Dauerprüfung von Blattlagern für Multi-Megawatt-Turbinen

 

Leitung:

Prof. Dr.-Ing. Gerhard Poll

Laufzeit:

4 Jahre, 9 Monate

Förderung durch:

Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (BMWi) / IIC6

Kurzbeschreibung:

Ausgehend von den Bedingungen unter denen die Blattlager betrieben werden, wird ein Berechnungsmodell entwickelt, das sowohl die Schadensmechanismen Wälzermüdung als auch Verschleiß enthält und dabei den dreidimensionalen Beanspruchungszustand unter Betriebslast berücksichtigt.

 

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WinConFat - Materialermüdung von On- und Offshore Windenergieanlagen aus Stahlbeton und Spannbeton unter hochzyklischer Beanspruchung

 

Leitung:

Prof. Dr.-Ing. Steffen Marx

Laufzeit:

3 Jahre

Förderung durch:

Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (BMWi)

Kurzbeschreibung:

Windenergieanlagen (WEA) werden durch Wind- und Wellenbelastung starken dynamischen Beanspruchungen unterzogen, wodurch deren Gründungs- und Turmkonstruktionen ermüdungsgefährdet sind. Derzeit werden Türme von Windenergieanlagen, und bei Offshore-WEA (OWEA) sogar die Gründungen, noch überwiegend in Stahlbauweise hergestellt. Die effiziente Anwendung der Stahlbeton- und Spannbetonbauweise für WEA und OWEA, wird derzeit durch ein konservatives Bemessungskonzept gegen Ermüdung speziell für hochfeste Betone verhindert. Um dieses, aus den 1990iger Jahren stammende Bemessungskonzept fortzuschreiben, bedarf es umfangreicher Ermüdungsversuche an Beton, Betonstahl und deren Verbund.

 

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Smart Blades 2.0 - Bau, Test und Weiterentwicklung intelligenter Rotorblätter

 

Leitung:

Dr.-Ing. Claudio Balzani

Laufzeit:

3 Jahre, 3 Monate

Förderung durch:

Bundesministeriums für Wirtschaft und Energie (BMWi)

Kurzbeschreibung:

Das Vorhaben befasst sich mit der Weiterentwicklung intelligenter Rotorblatt-Technologien, die zum Ziel haben mechanische Belastungen auf eine Windenergieanlage zu reduzieren. Darunter werden Rotorblätter mit einer gezielten passiven Biege-Torsions-Kopplung (T1), Rotorblätter mit einer integrierten aktiven flexiblen Hinterkante (T2) und Rotorblätter mit adaptiven Vorflügeln verstanden. Darüber hinaus werden Querschnittsthemen (T4) behandelt die für T1, T2 und T3 wichtig sind.

 

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GAeroFeRo - Geometrische Charakterisierung zur aerodynamischen Bewertung des fertigungsgemäßen Rotorblattes

 

Leitung:

Prof. Dr.-Ing. Eduard Reithmeier

Laufzeit:

2 Jahre, 6 Monate

Förderung durch:

Bundesministeriums für Wirtschaft und Energie (BMWi)

Kurzbeschreibung:

Typischerweise werden Rotorblätter von Windenergieanlagen (WEA) aus zwei GFK- bzw. CFK-basierten Halbschalen zusammengesetzt, welche in Sandwich-Bauweise hergestellt werden. Aufgrund des Fertigungsprozesses und der großen Dimensionen der Rotorblätter können sich signifikante Abweichungen der Blattgeometrie von der Auslegungsgeometrie ergeben.

 

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HyConCast - Hybride Substruktur aus hochfestem Beton und Sphäroguss für Offshore-Windenergieanlagen

Bild zum Projekt HyConCast - 
Hybride Substruktur aus hochfestem Beton und Sphäroguss für Offshore-Windenergieanlagen

Leitung:

Univ. Prof. Dr.-Ing. Steffen Marx

Laufzeit:

4 Jahre

Förderung durch:

Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (BMWi)

Kurzbeschreibung:

Das Forschungsvorhaben HyConCast beschäftigt sich mit der Entwicklung einer neuartigen, hybriden Substruktur für Offshore-Windenergieanlagen. Das innovative Konzept beruht auf der Verbindung von großformatigen, dünnwandigen Sphärogussknoten mit hochfesten, leichten Betonfertigteilrohren zu einer den Umwelt- und Nutzungsbedingungen angepassten, wirtschaftlichen und gleichzeitig robusten Tragstruktur.

 

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GROWup OPC - Überwiegend axial wechselbeanspruchte Grout-Verbindungen in Tragstrukturen von Offshore-Windenergieanlagen mit Ordinary-Portland-Cement-Grout

Bild zum Projekt GROWup OPC - 
Überwiegend axial wechselbeanspruchte Grout-Verbindungen in Tragstrukturen von Offshore-Windenergieanlagen mit Ordinary-Portland-Cement-Grout

Leitung:

Prof. Dr.-Ing. Peter Schaumann

Laufzeit:

2 Jahre, 8 Monate

Förderung durch:

Bundesministerium für Umwelt, Naturschutz und Reaktorsicherheit (BMU), EFRE, Land Niedersachsen

Kurzbeschreibung:

Offshore-Windenergieanlagen (OWEA) mit aufgelösten Stahltragstrukturen werden zukünftig aufgrund der in der deutschen See vorliegenden Wassertiefen von mehr als 30 m vielfach ausgeführt. Unabhängig vom Tragstrukturtyp wird der Übergang zwischen den Bodenpfählen (piles) und der Tragstruktur zumeist mit pile-sleeve-Verbindungen als Rohr-in-Rohr-Steckverbindung, sogenannten Grouted Joints, realisiert.

 

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SBJ Monitoring - Monitoring des Tragverhaltens einer Suction Bucket Jacket-Gründung

Bild zum Projekt SBJ Monitoring - 
Monitoring des Tragverhaltens einer Suction Bucket Jacket-Gründung

Leitung:

Prof. Dr.-Ing. Martin Achmus

Laufzeit:

2 Jahre, 7 Monate

Förderung durch:

Bundesministerium für Umwelt, Naturschutz und Reaktorsicherheit (BMU)

Kurzbeschreibung:

Ein Forschungsprojekt unter Beteiligung der Fa. DONG Energy GmbH und der Bundesanstalt für Materialprüfung (BAM).

 

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Ventus Efficiens - Verbundforschung zur Steigerung der Effizienz von Windenergieanlagen im Energiesystem

 

Leitung:

Prof. Dr.-Ing. habil Raimund Rolfes

Laufzeit:

5 Jahre

Förderung durch:

Niedersächsisches Ministerium für Kultur und Wissenschaft (NMWK)

Kurzbeschreibung:

"Im Rahmen des Forschungsvorhabens „ventus efficiens“, das innerhalb des Zentrums für Windenergieforschung ForWind angesiedelt ist, wird der Schwerpunkt auf der ganzheitlichen Betrachtung einer Windenergieanlage liegen. So sollen von der Energiewandlung über Tragstrukturen bis hin zu Anbindung ans Stromnetz Kosten gesenkt und Betriebsdauern verlängert werden. Dazu werden in dem auf mehrere Jahre angelegen Vorhaben, das in Kooperation der Universitäten Oldenburg und Hannover realisiert werden soll, nicht nur einzelne Teile der Windkraftanlagen, sondern die gesamte Wirkungskette von der Energieerzeugung in der Anlage bis hin zur Netzan- bindung betrachtet.

 

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IRPWIND - Integriertes Forschungsprogramm Windenergie

Bild zum Projekt IRPWIND - 
Integriertes Forschungsprogramm Windenergie

Leitung:

Prof. Dr.-Ing. habil Raimund Rolfes

Laufzeit:

4 Jahre

Förderung durch:

EU-FP7

Kurzbeschreibung:

IRPWIND ist ein Forschungsverbundprogramm, das im Bereich der Windenergie strategische Forschungsprojekte und Förderungsaktivitäten unterstützt, um langfristig europäisches Forschungspotential aufzubauen. IRPWIND umfasst 24 führende Forschungseinrichtungen und wird unmittelbar dazu beitragen, gemeinsame Verbundprojekte und allgemeine Spitzenforschung in Europa voranzubringen, ebenso wie die Netzwerkvorteile durch die gemeinschaftliche Nutzung von europäischen Einrichtungen zu optimieren.

 

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GIGAWIND - Lebensdauer–Forschung an den OWEA-Tragstrukturen im Offshore-Testfeld alpha ventus

Bild zum Projekt GIGAWIND - 
Lebensdauer–Forschung an den OWEA-Tragstrukturen im Offshore-Testfeld alpha ventus

Leitung:

Prof. Dr.-Ing. habil Raimund Rolfes

Laufzeit:

4 Jahre, 6 Monate

Förderung durch:

Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (BMWi)

Kurzbeschreibung:

Ziel des Verbundprojekts GIGAWIND life ist die Erweiterung des in GIGAWIND alpha ventus entwickelten, wirtschaftlichen Bemessungskonzepts für Tragstrukturen von OWEA um wesentliche Aspekte, die sich erst aus dem mehrjährigen Betrieb ergeben.

 

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Smart Blades - Entwicklung und Konstruktion intelligenter Rotorblätter

Bild zum Projekt Smart Blades - 
Entwicklung und Konstruktion intelligenter Rotorblätter

Leitung:

Prof. Dr.-Ing. habil Raimund Rolfes

Laufzeit:

3 Jahre, 3 Monate

Förderung durch:

Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (BMWi)

Kurzbeschreibung:

In der Windenergiebranche geht der Trend zu immer größeren Rotorblättern, die aufgrund des fluktuierenden und heterogenen Windfeldes sehr starken dynamischen Belastungen ausgesetzt sind. Im Rahmen des Verbundvorhabens werden drei verschiedene Rotorblattkonzepte untersucht, deren Wirkprinzipe darin bestehen, die aerodynamischen Verhältnisse am Rotorblatt durch aktive und passive Mechanismen zu verändern und die Struktur zu entlasten.

 

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InnWind.EU - Innovationen für die nächste Generation von Offshore-WEA der 10-20 MW-Klasse in den Bereichen Gründung, Turm, Generator-Umrichter-System

Bild zum Projekt InnWind.EU - 
Innovationen für die nächste Generation von Offshore-WEA der 10-20 MW-Klasse in den Bereichen Gründung, Turm, Generator-Umrichter-System

Leitung:

Prof. Dr.-Ing. habil Raimund Rolfes

Laufzeit:

5 Jahre

Förderung durch:

Europäische Union (EU)

Kurzbeschreibung:

Die übergeordneten Ziele des INNWIND.EU-Projekts sind leistungsfähige, innovative Designs sowie Demonstratoren kritischer Komponenten für Offshore-Windenergieanlagen der Leistungsklassen 10 bis 20 MW, die somit über den aktuellen Stand der Technik hinausgehen. Das Gesamtprojekt, bestehend aus sechs Arbeitspaketen (WP), wird durch 27 europäische Partner bearbeitet.

 

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Rotorblatt SHM - Erweiterung und Erprobung eines Schadensfrüherkennungs- und Eis- Detektions-Systems für Rotorblätter von Windenergieanlagen

Bild zum Projekt Rotorblatt SHM - 
Erweiterung und Erprobung eines Schadensfrüherkennungs- und Eis- Detektions-Systems für Rotorblätter von Windenergieanlagen

Leitung:

Prof. Dr.-Ing. habil Raimund Rolfes

Laufzeit:

4 Jahre, 6 Monate

Förderung durch:

Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (BMWi)

Kurzbeschreibung:

Gegenstand des Projekts ist die Erforschung von Schadensfrüherkennungsmethoden für Rotorblätter und die Erprobung eines Schadensdetektionssystems an einem Rotorblatt unter Labor- und Realbedingungen. Hierzu werden schwingungsbasierte Verfahren verwendet und die Umgebungs- und Betriebsbedingungen einer Windenergieanlage berücksichtigt.

 

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TTH - Testzentrum Tragstrukturen Hannover

Bild zum Projekt TTH - 
Testzentrum Tragstrukturen Hannover

Leitung:

Prof. Dr.-Ing. Peter Schaumann

Laufzeit:

4 Jahre, 6 Monate

Förderung durch:

Bundesministerium für Umwelt, Naturschutz und Reaktorsicherheit (BMU), Europäischer Fond für regionale Entwicklung ( EFRE), Land Niedersachsen

Kurzbeschreibung:

Das Testzentrum für Tragstrukturen in Hannover-Marienwerder ist ein Kooperationsprojekt der Leibniz Universität Hannover und dem Fraunhofer-Institut für Windenergie und Energiesystemtechnik. Nach Fertigstellung im Jahr 2014 wurde das Testzentrum forschenden Stellen und Industrieunternehmen für die Prüfung von mehraxialen Beanspruchungszuständen an Tragwerken von Onshore- und Offshore-Windenergieanlagen zur Verfügung gestellt.

 

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Windenergie

 

Leitung:

Prof. Dr.-Ing. Peter Schaumann, Prof. Dr.-Ing. habil. Raimund Rolfes

Kurzbeschreibung:

Das Institut für Stahlbau forscht seit mehr als zehn Jahren auf dem Gebiet stählerner Tragstrukturen für Onshore-und Offshore-Windenergieanlagen.

 

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