Verbindung zwischen Anlagenturm und Grundierungskörper von Offshore-Windenergieanlagen

Bei der Herstellung und der Errichtung von Offshore-Windenergieanlagen ist zwar grundsätzlich von einem hohen Vorfertigungsgrad auszugehen, um auf diese Weise die Montagezeiten und die damit verbundenen Kosten möglichst gering zu halten, dennoch werden auch hier einige Verbindungen erst vor Ort auf dem Meer hergestellt.

Dies trifft zum Beispiel auf die elementare Verbindung zwischen dem Gründungskörper und dem Turm einer Windenergieanlage, also die eigentliche Errichtung des gesamten Anlagenturmes zu. Beim Bau von Offshore-Plattformen bzw. -anlagen werden zur Verbindung des Turmschaftes mit den Gründungspfählen häufig sogenannte Grouted Joints (grout, engl.: „Mörtel, Füllstoff“; joint, engl.: „Verbindung, Fuge“) verwendet, die bereits bei bestehenden Offshore-Windkraftanlagen, wie beispielsweise im Rahmen des schwedischen Windparks „Utgrunden“, erfolgreich eingesetzt wurden.

Bei einem Grouted Joint werden die beiden zu verbindenden Stahlrohre ineinander geschoben, wobei der so verbleibende Spalt zwischen dem Außendurchmesser des Innen-, also des kleineren Rohres, und dem Innendurchmesser des Außen-, also des größeren Rohres mit einer Mischung aus Wasser und Zement verfüllt wird. Um eine größere Schubübertragung zu ermöglichen bzw. zu erzielen, werden auf der Innenseite des Außenrohres und auf der Außenseite des Innenrohres zusätzlich sogenannte shear keys (shear, engl.: „Schub, Scherung“; key, engl. (hier): „Keil, Steckvorrichtung“) in Form von aufgesetzten Schweißnähten oder angeschweißten Flach- bzw. Rundstählen aufgebracht.

Neben dieser Methode auf der Grundlage von Grouted Joints kommt für Offshore-Windenergieanlagen weiterhin auch eine Ringflanschverbindung zur Verschraubung der zu verbindenden Körper in Betracht bzw. zur Anwendung. Bei der Verbindungsvariante mit Grouted Joints ist allerdings festzustellen, dass abgesicherte Bemessungsverfahren für typische Beanspruchungssituationen, zum Beispiel im Hinblick auf Monopile- oder Tripod-Gründungen, im Offshore-Bereich bisher noch nicht in den einschlägigen Normen bezüglich der Verbindung zwischen Gründungskörper und Anlagenturm verankert sind. Somit besteht auch in diesem Bereich derzeit noch weiterer Forschungs- und Entwicklungsbedarf in der vorindustriellen Fertigung sowie empirischer Erfahrungsbedarf in der betrieblichen Praxis.

Weiterführende Informationen zu dem in diesem Artikel behandelten Thema finden sich unter anderem auch auf der Internetseite http://www.gigawind.de/ der gleichnamigen Forschungsgruppe an der Leibniz Universität Hannover (LUH), die sich seit dem Jahr 2000 insbesondere mit bau- und umwelttechnischen Problemstellungen von Offshore-Windenergieanlagen befasst.