Das Projekt "GIGAWIND alpha ventus - Teilprojekt 5 Kolkphänomene" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Hannover, Ludwig-Franzius-Institut für Wasserbau, Ästuar- und Küsteningenieurwesen durchgeführt. Die Bundesregierung hat das Ziel, bis zum Jahr 2030 Offshore-Windparks in Nord- und Ostsee mit einer installierten Leistung von 20-25 GW zu errichten. Den Startschuss für diese Entwicklung stellt das Offshore-Testfeld alpha ventus, 45 km nördlich von Borkum dar. Das vom BMU geförderte Vorhaben GIGAWIND alpha ventus widmet sich der wissenschaftlichen Begleitforschung der ersten installierten Offshore-Windenergieanlagen und bildet damit ein größeres interdisziplinäres Verbundprojekt an der LUH zur effizienten Dimensionierung von OWEA-Tragstrukturen. Im Rahmen des Teilprojektes 5 des Verbundvorhabens soll eine Untersuchung der Kolkentwicklung um die Gründungsstruktur einer Offshore Windenergie-Anlage (OWEA) im Offshore-Testfeld alpha ventus erfolgen. Diese Umfasst das Kolkmonitoring an der Struktur selbst, physikalische Modellversuche im Maßstab 1:10 und 1:50 sowie die numerische Simulation mittels CFD-Methoden. Letztlich sollen hierdurch Auswirkungen auf das Tragverhalten der Gesamtanlage ermittelt und geeignete Kolkschutzmaßnahmen entwickelt werden.
Das Projekt "Teilprojekt: Anpassung der Berechnungsmodelle aufgelöster Gründungsstrukturen von OWEA mit Hilfe von Messwerten an die Wirklichkeit" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Leibniz Universität Hannover, Institut für Statik und Dynamik durchgeführt. Onshore und Offshore WEA sind dynamischen Einwirkungen ausgesetzt. Eine wirklichkeitsnahe und somit optimierte Dimensionierung der Strukturen kann nur erfolgen, wenn die Kenntnis über die dynamischen Einwirkungen und die Struktureigenschaften bekannt sind. Verbesserte Modelle sollen mit der Erstellung validierter Modelle erreicht werden. Somit kann mit die Wirklichkeit widerspiegelnden Modellen die Optimierung der Struktur, d.h. die wirtschaftliche Auslegung durchgeführt werden. Es wird ein FuE-Modell erstellt. Dafür wird ein FuE-Programm verwandt, bei dem ein direkter Zugriff auf die Steifigkeitsmatrizen vorliegt. Anhand von Messwerten wird das Eigenschwingungsverhalten der Konstruktion ermittelt. Somit besteht die Möglichkeit, ein validiertes FuE-Modell zu bilden. Mit Hilfe des validierten FuE-Modells kann über die Lösung eines inversen Problems die Einwirkung berechnet werden. Das validierte FuE-Modell der Tragstruktur wird auch für die Schadensfrüherkennung benötigt. Die Kenntnis des wirklichen Eigenschwingungsverhaltens der Tragstruktur ermöglicht bei der Änderung von z.B. Steifigkeiten und Antworten der Struktur auf die natürliche Erregung die Schadensfrüherkennung.
Das Projekt "GIGAWIND alpha ventus - Teilprojekt 1 Seegangsbelastungen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Hannover, Ludwig-Franzius-Institut für Wasserbau, Ästuar- und Küsteningenieurwesen durchgeführt. Die Bundesregierung hat das Ziel, bis zum Jahr 2030 Offshore-Windparks in Nord- und Ostsee mit einer installierten Leistung von 20-25 GW zu errichten. Den Startschuss für diese Entwicklung stellt das Offshore-Testfeld 'alpha ventus', 45 km nördlich von Borkum dar. Das vom BMU geförderte Vorhaben GIGAWIND alpha ventus widmet sich der wissenschaftlichen Begleitforschung der ersten installierten Offshore-Windenergieanlagen und bildet damit ein größeres interdisziplinäres Verbundprojekt an der LUH zur effizienten Dimensionierung von OWEA-Tragstrukturen. Wellenlasten auf schlanke Strukturen werden im Allgemeinen mit der Morison-Gleichung berechnet, deren Koeffizienten in Wellenkanälen gewonnen wurden. Für den dreidimensionalen natürlichen Seegang sind die Koeffizienten nicht in vollem Umfang übertragbar, wodurch häufig eine überschätzte Belastung angesetzt wird. Mit den Naturmessungen im Offshore-Testfeld alpha ventus werden die Koeffizienten optimiert und Korrelationen von Wind- und Seegangslasten analysiert. Weiterhin werden lokale Wellenlasteinwirkungen, z. B. für Beulnachweise, mit der Verwendung von CFD-Modellen untersucht.
Das Projekt "Ganzheitliches Dimensionierungskonzept für OWEA-Tragstrukturen anhand von Messungen im Offshore-Testfeld alpha ventus (GIGAWIND alpha ventus) - Teilvorhaben: Technische Zuverlässigkeit von OWEA-Tragstrukturen (GIGAWIND alpha ventus - FhG)" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Fraunhofer-Institut für Windenergiesysteme, Standort Bremerhaven durchgeführt. Das oberste Vorhabensziel ist die wirtschaftliche Bemessung von Turm- und Gründungsstrukturen für Offshore-Windenergieanlagen. Dazu bietet die von der Bundesregierung unterstützte wissenschaftliche Begleitforschung im Offshore-Testfeld alpha ventus eine einmalige Gelegenheit, da hier Messdaten realer OWEAs zur Validierung von Methoden und Modellen verwendet werden können. Durch die interdisziplinäre Ausrichtung des Verbundprojektes wird die Bearbeitung aller bautechnisch relevanter Themen angestrebt. Ziel ist die Bereitstellung eines ganzheitlichen Bemessungskonzeptes. Das Verbundvorhaben besteht aus mehreren Teilprojekten, wobei die drei beteiligten Fraunhofer Einrichtungen CWMT, LBF und IFAM eng mit den Projektpartnern aus der Universität Hannover und den Anlagenherstellern zusammenarbeiten. Die Ergebnisse aus den Teilprojekten fließen in modularer Weise in das Softwarepaket ein. Die Kooperationspartnerschaft mit den Anlagenherstellern im Testfeld sichert die bedarfsorientierte Ausrichtung des Projektes. In Absprachen werden die genauen Anforderungen an das Bemessungspaket definiert.
Das Projekt "Teilprojekt: Entwicklung von innovativen Montage- und Installationskonzepten für die Errichtung von Offshore Gründungsstrukturen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von HOCHTIEF Construction AG, Niederlassung Civil Engineering and Marine Works durchgeführt. Optimierung von Konstruktion und Installation von Gründungsstrukturen für Offshore-Windenergieanlagen in tiefem Wasser für eine Multi-Megawatt-Anlage und begleitend die Errichtung eines Prototyps im Raum Bremerhaven. Entwicklung von Methoden zur Optimierung des Montageablaufs auf See, zur transparenten Prozessvisualisierung, zur darauf aufbauenden, innovativen 'Best-Fit-Analyse' für optimale Bauteilpassung und -paarung, Bauplatzsimulation der Ramm- und Installationsarbeiten, Erprobung und Verifizierung am Offshore-Windpark, Verifikation der Ergebnisse durch Messungen an der realen Struktur Optimierung der Montageabläufe auf See, Best-Fit-Analysen an anderen toleranzbehafteten Montageprozessen.