Die erste in Deutschland errichtete kommerzielle Windfarm Baltic 1 wurde in der Ostsee oberhalb der Halbinsel Darß im Auftrag der EnBWAG, Stuttgart, errichtet. Die Windfarm besteht aus 21 Siemens Turbinen der 2.3 MW-Klasse und einer Offshore Umspannplattform. Die Inbetriebnahme erfolgte im Jahr 2011. Aufgabe des hier vorgestellten Monitoring-Systems ist die kontinuierliche Überwachung des strukturellen Zustands der Monopile-Gründung bei einer der 21 Anlagen. Die strukturellen Komponenten der Monopile-Gründung einer Offshore-Windkraftanlage (OWKA) bestehen aus dem in den Seeboden gerammten Monopile (MP), dem Übergangsstück (Transition Piece, TP), der Vergussbeton (Grout)-Verbindung zwischen MP und TP sowie der Struktur des Seebodens. Die Steifigkeit jeder dieser strukturellen Komponenten hat großen Einfluss auf die Grundfrequenzen und die Neigung der OWKA-Gesamtstruktur. Eine Reduktion der Steifigkeit einer oder mehrerer Komponenten kann dazu führen, dass die Grundfrequenzen der Gesamtstruktur in die Nähe der Rotordrehfrequenzen gerückt werden, was zu einer unzulässigen Erhöhung der dynamischen Lasten führen kann. Das primäre Ziel des Fundament-Monitorings war daher die kontinuierliche Überwachung der Gründungssteifigkeit und der Turmneigung im Bereich des TP sowie die Überwachung der fundamentalen Resonanzfrequenz der Gesamtstruktur. Die Gründungssteifigkeit wurde dabei definiert als Verhältnis der Biegemomente und Querkräfte bezüglich der Turmneigung in Höhe der sog. Airtight-Plattform, die sich im TP oberhalb der Grout-Verbindung befindet. Die Biegemomente und die Querkräfte wurden aus Dehnungen berechnet, die kontinuierlich mit Hilfe von DMS-Rosetten an fünf Orten in TP-Umfangsrichtung gemessen wurden. Die Neigungen wurden mit Hilfe eines auf der Airtight-Plattform installierten zwei-achsigen Neigungssensors gemessen. Im Rahmen des entwickelten Auswerteverfahrens werden die Biegemomente, die Querkräfte und die Neigungen mit den Betriebsdaten (Windgeschwindigkeit, Rotordrehfrequenz, Gondelorientierung, und Leistung) korreliert und nachfolgend die Zustandsindikatoren, bestehend aus Steifigkeiten, Neigungen und Resonanzfrequenzen, ermittelt. In dem vorliegenden Beitrag werden die Verfahren zur Messdatenauswertung und einige Monitoring-Ergebnisse mit dem Verlauf der Zustandsindikatoren über einen Zeitraum von 20 Monaten vorgestellt. In diesem Zeitraum wurden keine schädigungsrelevanten Änderungen der Zustandsindikatoren beobachtet. Die Indikatoren können als wertvolles Hilfsmittel zur zustandsbasierten Wartung angesehen werden.


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    Title :

    Monitoring der Monopile-Gründung einer Offshore Windkraftanlage im EnBW Windpark Baltic 1


    Contributors:

    Published in:

    Publication date :

    2015


    Size :

    14 Seiten, Bilder, 3 Quellen




    Type of media :

    Conference paper


    Type of material :

    Print


    Language :

    German







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