Das Projekt "Verifikation von Offshore-WEA (OWEA)" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Leibniz Universität Hannover, Institut für Stahlbau durchgeführt. Ziel des hier beantragten Forschungsprojektes ist die Untersuchung des Einflusses der Tragstruktur auf die Gesamtdynamik der Repower 5M. Das Vorhaben ist eingebettet in das Verbundforschungsprojekt 'Verifikation von Offshore-WEA', welches vom Stiftungslehrstuhl Windenergie, Prof. Kühn, koordiniert wird. Dazu soll zunächst ein System zur Simulation beliebiger aufgelöster Tragstrukturen mit einem Programm zur Simulation des Gesamtsystems gekoppelt werden. Anschließend wird der Einfluss der Tragstruktur auf die Gesamtdynamik und die dynamischen Belastungen von aufgelösten Tragstrukturen unter kombinierter aerodynamischer und hydrodynamischer Belastung untersucht. Nur die wissenschaftlich abgesicherte Verifikation der Gesamtdynamik von Offshore-WEA, für die die hier durchgeführte Tragstrukturanalyse von großer Bedeutung ist, bietet Planungssicherheit für zukünftige Offshore-Windenergieprojekte. Zusammen mit den Partnervorhaben aus dem Arbeitspaket 3 liefert das hier beantragte Teilvorhaben mit der Verifikation der Tragstruktur der REpower 5M unter realen Offshore-Bedingungen einen wichtigen Beitrag zur sicheren und wirtschaftlichen Auslegung der OWEA für die geplanten Projekte als Ganzes.
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 "Entwicklung eines anwendungsorientierten Bemessungs- und Überwachungsmodells für Offshore Gründungskonstruktionen unter zyklischer Belastung" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität Berlin, Institut für Bauingenieurwesen, Fachgebiet Grundbau und Bodenmechanik durchgeführt. Fokus des Verbundvorhabens ist das Langzeitverhalten von Gründungen für Offshore-Windenergieanlagen, das mit gängigen Bemessungsverfahren nur unzureichend erfasst wird. Entfestigungs- und Selbstheilungseffekte bei hochzyklischer Bodenbeanspruchung werden durch Materialprüfung, numerische Berechnungsmethoden, Modellversuche und Feldbeobachtungen identifiziert, beschrieben und verifiziert. Ziel ist es, sichere Bemessungskonzepte für Tragfähigkeit und Gebrauchstauglichkeit von Monopile-, Tripod- und Flachgründungen zu entwickeln. Einer höheren Betriebssicherheit dient die Entwicklung eines Dauerüberwachungssytems mit strukturintegrierter Sensorik zur Erfassung kritischer Veränderungen der Systemdynamik. Der angestrebte Nutzen ist eine wirtschaftlichere Dimensionierung von OWEA-Gründungen.