SMARTower

Offizieller Projektname: „Modellbasiertes Structural Health Monitoring für Fundament und Hybridturm von Windenergieanlagen“ 

Laufzeit: 01.08.2022 – 31.07.2025

Geschäftsfeld: Windenergie-Anlagen

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Im Gesamtvorhaben SMARTower soll mittels großmaßstäblicher experimenteller Untersuchungen und Messungen an realen Windenergieanlagen (WEA) das Tragverhalten von Turm- und Gründungskonstruktionen unter statischen und dynamischen Beanspruchungen analysiert und bewertet werden.

Projektziel und Projektbeschreibung

Wölfel beabsichtigt, den Einsatzbereich der Produkte SHM.Tower® und SHM.Foundation® auf Hybridtürme mit Trockenfugen und ihre Gründung auszuweiten. Dazu wollen wir unser Lastmonitoring durch den Einsatz von virtueller Sensorik weiterentwickeln. Zum Lastmonitoring kommen für das Structural Health Monitoring typische Algorithmen wie novelty und change detection hinzu. Ist eine Veränderung in den modalen Daten gefunden, muss gefragt werden, ob es sich um einen Schaden handelt oder ob das Schwingungsverhalten beispielsweise durch Veränderungen der EOCs (environmantal and operational conditions) - das kann beispielsweise eine nicht schädliche Erhöhung oder Erniedrigung der Last sein - erfolgte.

Zu diesem Zweck werden FEM-Modelle von Hybridtürmen und Gründungen entwickelt. Nach einer Validierung werden die Modelle durch den Einbau typischer Schäden verändert. Diese werden in Analogie zu den Versuchen in der Grundbauversuchsgrube und im Spannfeld im TTH ausgewählt. Hinsichtlich Schadensart und Schadensgröße werden Parameterstudien zur Klärung der Detektierbarkeit (probabillity of detection, PoD) durchgeführt. Die relevanten Ergebnisse dieser Simulationen mit Schäden und geänderten EOCs werden ausgewertet und klassifiziert. Am Schluss soll versucht werden, unter Berücksichtigung von Steifigkeitsveränderungen und Auslegungsdaten eine Aussage zur verbleibenden Restlebensdauer zu machen.

Im Teilvorhaben SHM-Hybridturm wird ein modellbasiertes System zur Strukturüberwachung (SHM) für Fundament und Hybridturm von WEA entwickelt. Dafür werden numerische Modelle von Hybridturm, Fundament und Baugrund erstellt, welche mit Messdaten aus Feld- und großmaßstäblichen experimentellen Versuchen optimiert und validiert werden. Mit dem Konzept der virtuellen Sensorik werden Methoden zur Last- und darauf aufbauend zur Lebensdauerüberwachung entwickelt. Mit Finite-Elemente-Simulationen wird eine Parameterstudie zur Klärung der Detektierbarkeit von Schäden durchgeführt. Die Erkenntnisse aus dem Projekt fließen schließlich in eine Anwendungsempfehlung für die Praxis ein.


Technische Universität Dresden

Leibniz Universität Hannover, Institut für Baustoffe, IfB

Wölfel Engineering GmbH + Co. KG

WRD Wobben Research & Development GmbH

Max Bögl Bauservice GmbH & Ko. KG

TÜV SÜD Industrie und Service GmbH

Fördermittelgeber: Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz (BMWK) im Rahmen des "7. Energieforschungsprogramms"

Projektträger: Jülich, Fachbereich Wind Onshore (ESE2)

 


Kontaktieren Sie mich gerne persönlich

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Sie haben Fragen? Als Projektleiter bei Wölfel für dieses Projekt stehe ich Ihnen für Anfragen rund um dieses Forschungsvorhaben zur Verfügung.

Dr. rer. nat. Andreas Nuber

+49 931 49708-365
nuber@woelfel.de

Studium

Studium der Physik an den Universitäten:
Würzburg
Rutgers, The State University of New Jersey

Akademischer Grad

Vordiplom (2003), Uni Würzburg
Master of Science (2005), Rutgers
Dr. rer. nat. (2011), Uni Würzburg

Gremien-Tätigkeit

Beirat des Testzentrum Tragstrukturen Hannover
Fachgruppenleitung Maritime Mess- & Umwelttechnik in der Gesellschaf

Berufliches Motto

„Damit das Mögliche entsteht, muss immer wieder das Unmögliche versucht werden.“ (Hermann Hesse)

Das begeistert mich an meiner Arbeit bei Wölfel

Immer wieder neue spannende Forschungsprojekte mit hervorragenden Teams bei tollem Arbeitsklima.