Turmbauweisen für Windkraftanlagen im Offshore-Bereich II

In diesem zweiten Teil zum Thema „Turmbauweisen für Windkraftanlagen im Offshore-Bereich“ sollen die im vorangegangenen Beitrag angeführten theoretischen Grundlagen durch das dort aufgegriffene Beispiel einer bestehenden Offshore-Windenergieanlage mit konkreten Daten und Fakten aus der industriellen Praxis ausgekleidet werden.

So beträgt nach Angaben der Anlagenherstellerfirma Vestas Wind Systems A/S, Aarhus (Dänemark), der Turmdurchmesser ihrer derzeit angebotenen, bereits im Artikel „Auslegung und Gestaltung von Türmen für Offshore-Windkraftanlagen“ angesprochenen Offshore-Windenergieanlage NM 92 / 2750 mit 80 m Nabenhöhe beispielsweise 2,508 m am obersten und 4,21 m am untersten Turmsegment.

Betrachtet man die drei genannten Turmeinzelteile separat, so ergibt sich, dass das unterste Segment bei einer Einzelhöhe von Hu = 17,1 m einen unteren Durchmesser Øunten von 4,21 m und einen oberen Durchmesser Øoben von 4,199 m aufweist. Daran schließen sich das Mittelstückunten = 4,199 m, Øoben = 4,19 m, Hm = 28,84 m) sowie das obere Stückunten = 4,19 m, Øoben = 2,508 m, Ho = 28,77 m) an, was eine Turmgesamthöhe von Hges = 74,71 m bei einer durch den konischen Verlauf verursachten Durchmesserdifferenz von ΔØ = 1,702 m vom Turmfuß bis zur Gondel hin ausmacht.

Im Turminneren sind neben der in den Maschinenraum führenden Leiter bzw. dem Aufzug insgesamt rund 3 Kilometer (!) Kabel verlegt. Um bei der Herstellung des Turmes für Offshore-Windkraftanlagen die einzelnen konischen Segmente zu erhalten, muss eine zum Rollen vorbereitete Stahlplatte entlang der längsten Seite in einer Kurvenform verlaufen, wobei die beiden kurzen Seiten der Platte zueinander nicht parallel sind. Die meisten Herstellerfirmen verwenden beim Turmbau bzw. zum Rollen der Stahlplatten zu konischen Turmsegmenten bereits programmierbare Laserschneider für eine entsprechende Formgebung der Platten.

Probleme bei der Segmentfertigung derartiger verjüngender Formen ergeben sich aufgrund der Tatsache, dass die Spannung bzw. der Druck der Walzen an beiden Enden unterschiedlich groß sein muss, um die Platte in der gewünschten Weise bzw. Form zu biegen. Aus diesen konischen Segmenten, die nach dem Schneiden und Rollen verschweißt und verschraubt werden, entsteht der Turm, wobei die Teile in der Regel eine Länge von etwa 30 Metern nicht überschreiten können, da die entsprechenden Transport- und Montagehilfsmittel die Länge dieser Turmbauteile aufgrund begrenzter Kapazitäten beschränken.

Das Gewicht von Offshore-Türmen spielt demgegenüber im Gegensatz zu den Transportproblemen an Land bezüglich schwerer Anlagenteile wie des Turmes, der Gondel oder des Rotors aufgrund der hier möglichen bzw. notwendigen Schiffsbeförderung keine primäre Rolle mehr.

Quelle: Vestas Wind Systems A/S