Ressourceneinsparung und Lebensdauerverlängerung für Monopiles von Offshore-Windenergieanlagen auf Grundlage eines ganzheitlichen Optimierungskonzeptes für die gesamte Prozesskette, Teilvorhaben: Entwicklung eines Prüfsystems für das Onlinemonitoring von Rissen und thermisch gespr. Schichten

Description: Die aktuellen Ausbauziele der Bundesregierung im Bereich der Windenergie erfordern die Errichtung einer großen Anzahl neuer Offshore-Windenergieanlagen (OWEA) und einen möglichst langen Betrieb der bestehenden Anlagen. Risse in Schweißnähten der Tragstrukturen von OWEAs, die über mehrere Jahrzehnte unter rauen Umgebungsbedingungen betrieben werden, können die Lebensdauer von OWEAs erheblich reduzieren. Um die Zuverlässigkeit und Lebensdauer von Tragstrukturen zu erhöhen, wird in diesem Teilprojekt ein Prüfsystem entwickelt, das zerstörungsfrei zur Online-Überwachung des Risswachstums an Schweißnähten eingesetzt werden kann. Wiederkehrende, konventionelle Prüfungen sind aufgrund der Offshore vorherrschenden Randbedingungen aufwendig und kostenintensiv. Ein Prüfsystem, das dauerhaft am Bauwerk verbleibt und das Risswachstum überwacht, kann daher Kosten sparen und die Betriebssicherheit erhöhen. Das zu entwickelnde Prüfsystem basiert auf der Wirbelstromprüftechnik. Ein Sensorarray wird entwickelt und zum Rissmonitoring auf die Schweißnaht aufgebracht werden. Einstellbare Messzyklen ermöglichen einen energieeffizienten Betrieb, so dass das Prüfsystem über mehrere Jahre autark mit einer Batterie betrieben werden kann. Die aufgezeichneten Messdaten werden mittels der LoRaWan-Technologie übertragen. Durch Variation der Prüffrequenz soll das Prüfsystem auch für die Bewertung des Rissfortschritts unter einem Schutzschichtsystem ertüchtigt werden. Das Prüfsystem wird anhand von Ermüdungsversuchen qualifiziert. Die Langzeitstabilität des Prüfsystems und der Sensorik wird in Salzwassertests überprüft. Ergebnis des Vorhabens ist ein autark arbeitendes Prüfsystem, das den Rissfortschritt auch unter rauen Umgebungsbedingungen überwachen kann und damit dazu beitragen kann, die Nutzungsdauer von OWEA zu verlängern und potenzielle Reparaturmaßnahmen zustandsorientiert einzusetzen.

SupportProgram

Tags: Windenergie ? Offshore-Windkraftanlage ? Batterie ? Messdaten ? Bauliche Anlage ? Sensorische Bestimmung ? Ressourcenschonung ?

Region: Lower Saxony

Bounding boxes: 9.16667° .. 9.16667° x 52.83333° .. 52.83333°

License: Creative Commons Namensnennung-keine Bearbeitung-Nichtkommerziell 4.0

Language: Deutsch

Organisations

• Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (Finanzielle Förderung)
• Leibniz Universität Hannover (Projektverantwortung)
• Umweltbundesamt (Bereitstellung)

Time ranges: 2025-06-01 - 2028-05-31

Alternatives

• Language: Englisch/English
  Title: Sub-project: Development of a testing system for online monitoring of cracks and thermally cracked layers
  Description: The current expansion targets of the German government in the field of wind energy require the construction of a large number of new offshore wind turbines (OWTs) and the longest possible operation of existing turbines. Cracks in the weld seams of the support structures of WTGs, which are operated over several decades under harsh environmental conditions, can significantly reduce the service life of WTGs. In order to increase the reliability and service life of support structures, this sub-project is developing a testing system that can be used non-destructively for online monitoring of crack growth in weld seams. Recurring, conventional tests are complex and cost-intensive due to the prevailing offshore conditions. A testing system that remains permanently on the structure and monitors crack growth can therefore save costs and increase operational safety. The testing system to be developed is based on eddy current testing technology. A sensor array will be developed and applied to the weld seam for crack monitoring. Adjustable measurement cycles enable energy-efficient operation so that the testing system can be operated autonomously for several years with a battery. The recorded measurement data is transmitted using LoRaWan technology. By varying the test frequency, the test system is also to be made suitable for evaluating the progress of cracks under a protective coating system. The test system is qualified on the basis of fatigue tests. The long-term stability of the test system and the sensors will be tested in salt water tests. The result of the project is a self-sufficient testing system that can monitor the progress of cracks even under harsh environmental conditions and can therefore help to extend the service life of WTGs and implement potential repair measures in a condition-oriented manner. https://ufordat.uba.de/UFORDAT/pages/PublicRedirect.aspx?TYP=PR&DSNR=1139397

Status

Aktiv

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