UnderwaterINSPECT

Technologien zur zuverlässigen und effizienten Prüfung von Unterwasser-Tragstrukturen an Offshore-Windenergieanlagen

Projektlaufzeit

01.11.2012 bis 31.10.2015

Projektbeschreibung

Überblick Gesamtprojekt  
Gründungsstrukturen von Offshore Windenergieanlagen sind sowohl extremen dynamischen Lasten ausgesetzt als auch den rauen Bedingungen der marinen Umgebung. Deshalb müssen sowohl Schweißnähte als auch die Standfestigkeit der Gesamtstruktur ständig überwacht werden.
Für diese Überwachungsaufgaben wurden in UnderwaterINSPECT von zwei Partnern Methoden und Gerätschaften erforscht: FhG IKTS hat eine Manschette zur Schweißnahtüberwachung entwickelt. Sie wurde von Baltic Taucher in der Ostsee getestet. Wölfel kümmerte sich um die Themen Standfestigkeit der gesamten Gründungsstruktur und speziell um das Thema Auskolkung. Die dazu notwendigen Großversuche wurden zusammen mit FhG IWES im Testzentrum für Tragstrukturen der Uni Hannover durchgeführt.

Wölfels Teilvorhaben
Im Teilvorhaben “Standfestigkeit von Offshore-Gründungen und Systemintegration” entwickelte Wölfel das Konzept für das dauerhafte Monitoring von Offshore-Gründungsstrukturen und vor allem die zugehörigen Methoden der Signalanalyse und die Routinen für die Auswertung der Messdaten.  Das Gesamtpaket umfasst Offshore-taugliche Sensorik, Datenübertragung und -management, eine weitgehend automatisierte Datenauswertung und die Alarmierung, wenn kritische Veränderungen erkannt werden.
Im Zentrum der Entwicklung standen Algorithmen für die automatisierte Signalanalyse, die sich auf statistische Verfahren und Methoden der Mustererkennung stützen. Unter anderem wurden zwei Algorithmen entwickelt, mit deren Hilfe Schwingungssignale unter spezifischen Gesichtspunkten wie Steifigkeitsverlust oder Auskolkung bewertet werden können. Beide Algorithmen entstammen dem Bereich der stochastischen Mathematik.

Konsortium

Projektkoordination

  • Wölfel Engineering GmbH + Co. KG

Projektpartner

  • Baltic Taucherei- und Bergungsbetrieb GmbH, Rostock
  • Fraunhofer-Institut für Keramische Prüfsysteme Dresden, FhG IKTS
  • Fraunhofer-Institut für Windenergie und Energiesystemtechnik Hannover, FhG IWES
  • Schweißtechnische Lehr- und Versuchsanstalt Mecklenburg-Vorpommern GmbH, SLV MV

Förderhinweis


Projektträger

  • Projektträger Jülich, Standort Berlin, Schifffahrt und Meerestechnik

Projektergebnisse

Mit UnderwaterINSPECT hat sich Wölfel erstmals an ein Offshoreprojekt gewagt. Es wurde ein SHM-System (structural health monitoring) entwickelt, das inzwischen unter den Produktbezeichnungen SHM.Foundation und FCMS zusammen mit Ingenieurdienstleistungen kommerziell verfügbar ist. Damit konnte sich Wölfel als Anbieter von Offshoreequipment und vor allem auch als Dienstleister gut im Markt positionieren. Eines unserer Referenzprojekte ist die Überwachung der Gründungs-strukturen im deutschen Forschungswindpark Alpha Ventus. Inzwischen hat SHM.Foundation Standards in der Offshorebranche gesetzt.

Auszug aus den Referenzen

  • RWE Innogy, Fundamentüberwachung WP Nordsee-Ost
  • Iberdola Renovables Offshore Deutschland, Fundamentüberwachung WP Wikinger
  • E.ON, Amrumbank West
  • EWE, Alpha Ventus, Konzeptstudie für SHM
  • TenneT, Helwin 1, Konzeptstudie

Publikationen

  • Friedmann, H.; Kraemer, P.; Ebert, C.: Vibration based structural Health Monitoring (SHM) for Offshore Wind Turbines – From Monitoring the blades to a concept for Foundation Structures, Vortrag am 4. September in Hannover auf der IWEC 2014, als pdf auf proceedings CD
  • Friedmann, H.;   Structural Health Monitoring von onshore und offshore Windenergieanlagen auf der Grundlage von Schwingungssignalen, Vortrag Wind & Maritim, 6. – 8. 05. 2015, Rostock
  • Kraemer, Peter; Friedmann, Herbert; Ebert, Carsten: Vibration-based structural health monitoring for tower and foundation of offshore wind turbines, Vortrag RAVE 2015, Bremerhaven, 13.-15. 10. 2015
  • Friedmann, H.: UnderwaterINSPECT - Technologien zur zuverlässigen und effizienten Prüfung von Unterwasser-Tragstrukturen an Offshore-Windenergieanlagen, Vortrag Rostocker Schweißtage, 10. – 11. 11. 2015
  • Kohlmeier, M.; Friedmann, H.: Durchführung und Ergebnisse eines Großversuchs zur Überwachung der Standfestigkeit von Offshore-Windenergieanlagen, Vortrag Rostocker Schweißtage, 10. – 11. 11. 2015
  • Friedmann, Herbert; Eppler, Jens; Kohlmeier, Martin; Weihnacht, Bianca; Winkel, Gerlinde: UnderwaterINSPECT – Technologien zur zuverlässigen und effizienten Prüfung von Unterwasser-Tragstrukturen an Offshore-Windenergieanlagen, Vortrag Statustagung Maritime Technologien, Rostock, 10. 12. 2015, Tagungsband der Statustagung 2015, S. 97-112, Jülich 2015, (=Schriftenreihe Projektträger Jülich)
  • Friedmann, Herbert; Kraemer, Peter; Kohlmeier, Martin: Entwicklung eines Structural Health Monitoring Systems für Gründungsstrukturen von Offshore Windenergieanlagen – Großversuch zur Ermittlung messtechnischer Grundlagen, Vortrag in Braunschweig am 18.03.2016, in : J. Stahlmann (Hrsg.) : Messen in der Geotechnik 2016, S. 309 – 323
  • Spill, Severin ; Kohlmeier, Martin ; Kraemer, Peter ; Friedmann, Herbert: Messtechnische und numerische Untersuchungen an einvibrierten, lateral beanspruchten Stahlrohrpfählen, Vortrag in Braunschweig am 18.03.2016, in : J. Stahlmann (Hrsg.) : Messen in der Geotechnik 2016, S. 291 – 308
  • Kraemer, Peter; Herbert Friedmann: Vibration-based structural health monitoring for offshore wind turbines – Experimental validation of stochastic subspace algorithms, in : Wind and Structures, Vol. 21, No. 6 (2015), S. 693-707 ; DOI : dx.doi.org/10.12989/was.2015.21.6.693
  • Friedmann, H.; Ebert, C.: Monitoring von Offshore-Strukturen - Möglichkeiten zur Betriebskostenoptimierung, Vortrag in Bremerhaven auf der Windforce, Juni 2016, Proceedings im Druck
  • Kraemer, P.; Ebert, C.; Friedmann, H.; Experimental validation of stochastic subspace algorithms for structural health monitoring of offshore wind turbine towers and foundations, Vortrag EWSHM, Bilbao Juli 2016, Proceedings im Druck
  • Friedmann, H.; Kraemer, P.: Condition monitoring, structural health monitoring, population monitoring – Approach to a definition of the different concepts by means of practical examples from the field of wind energy, Vortrag EWSHM, Bilbao Juli 2016, Proceedings im Druck
  • Friedmann, H.; Kraemer, P.; Ebert, C.: UnderwaterINSPECT – Structural Health Monitoring of Offshore Foundations, Vortrag am 24.08.2016, Technical University of Denmark, Lyngby, 5 th  COST TU1402 Workshop

Bei Interesse an einer unserer Publikationen schreiben Sie uns bitte eine E-Mail an FuE@woelfel.de und geben dabei bitte folgende Daten an:

  • Titel der gewünschten Publikation,
  • Ihr Name,
  • Ihre Firma/Institution,
  • Ihre E-Mail-Adresse und Telefonnummer

Wir werden uns nach Erhalt Ihrer E-Mail umgehend bei Ihnen melden. Vielen Dank!