Die Standsicherheit von Windenenergieanlagen ist insbesondere durch die beiden Tragstrukturen Turm und Fundament zu gewährleisten. Schäden an diesen Strukturen sind ein erhebliches Risiko für die Sicherheit von Mensch und Maschine. Mit unserem professionellen Monitoringsystem SHM.Tower können Belastungen und Schäden am Turm und am Fundament synchron und effizient überwacht werden.

Schäden am Fundament

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Fundamentschäden werden im Feld in verschiedenen Formen beobachtet. Häufig werden Risse im Zuge von Inspektionen festgestellt. Diese können von außen sichtbar sein, können aber auch als sogenannte „Cold Joints“ im Sockelinneren auftreten. Außerdem treten oftmals Schäden an der Verbindung des Fundamenteinbauteils mit dem Beton auf. In diesen Fällen kommt es zu Relativverschiebungen zwischen Fundament und Turm und die sichere Verankerung des Turms ist nicht mehr in allen Fällen gegeben. Hin und wieder wird auch ein Kippen des Fundaments auf dem Baugrund beobachtet.

Den aufgeführten Schäden ist gemeinsam, dass Sie ohne ein geeignetes Monitoringsystem nur durch regelmäßige visuelle Inspektionen überwacht werden können. Andernfalls drohen gravierende Folgeschäden, die nur durch aufwendige Instandsetzungen beseitigt werden können, in Einzelfällen drohen auch schwerwiegende Havarien.

Monitoringkonzept

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Je nach auftretender Schadensart bietet sich die Überwachung einer bestimmten Messgröße an. So kann eine globale Schiefstellung des Turms infolge eines schadhaften Fundaments durch den Einbau eines Neigungssensors direkt überwacht und bewertet werden. Dies ermöglicht die Beobachtung der quasistatischen Turmschiefstellung. Die Verwendung von geeigneten Wegsensoren ermöglicht hingegen insbesondere die direkte Überwachung der Relativbewegung zwischen Turm bzw. Fundamenteinbauteil und dem Betonfundament.

Durch langfristige Überwachung können Drifts der überwachten Größen erkannt und der Schadensfortschritt bewertet werden (Schadensindikatoren). Durch Korrelation mit SCADA-Daten wird die Abhängigkeit der Schadensindikatoren gegenüber den Betriebsbedingungen kompensiert und ermöglicht so eine direkte Bewertung.

Zusätzlich können durch Auswertung der gemessenen Turmbeschleunigungen das Schwingungsniveau aber auch die Eigenfrequenzen des Turms (inkl. Fundament) identifiziert und überwacht werden. Damit wird eine globale Aussage über die Strukturintegrität ermöglicht.

Ausgereifte Lösung

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Bei vielen Windenergieanlagen im Feld treten Fundamentschäden auf, die einen erheblichen Einfluss auf die Lebensdauer oder gar die Sicherheit der Anlage haben. Aus diesem Grund müssen diese erkannt und mit einem geeigneten System dauerhaft überwacht werden. Mit SHM.Tower kann dies sehr effizient realisiert werden. Das System ist ein kompaktes Monitoringsystem zur Überwachung

  • der Schwingungspegel entsprechend VDI-Richtlinie 3834 bzw. ISO 10816,
  • der Eigenfrequenzen des Turms,
  • der Ermüdungsbeanspruchungen als Grundlage für eine Lebensdauerbewertung/-verlängerung.

Das System wird üblicherweise im Turmkopf verbaut und ermöglicht darüber hinaus die Anbindung von bis zu drei externen Messkanälen. Ein biaxialer Neigungssensor oder drei Wegsensoren zur spezifischen Überwachung des Fundaments können somit direkt angeschlossen werden. SHM.Tower ermöglicht somit eine sehr effiziente und synchrone Überwachung der Integrität der Tragstruktur.

Kontaktieren Sie mich gerne persönlich

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Ich berate Sie gerne bei Fragen rund um das Thema Fundamentüberwachung von Onshore-Windenergieanlagen oder zu unserem Monitoring-System SHM.Tower.

Dr.-Ing. Manuel Eckstein – Wölfel-Gruppe

Dr.-Ing. Manuel Eckstein
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