Verbundvorhaben: VERBATIM - Verifikation des Beulnachweises und -verhaltens großer Monopiles; Teilvorhaben: Simulationsgestützte Beulnachweise und -verhalten großer Monopiles
Zeitraum
2020-01-01 – 2024-02-29
Bewilligte Summe
152.561,00 EUR
Ausführende Stelle
Förderkennzeichen
03EE3007C
Leistungsplansystematik
Windenergie Offshore - Gründungen, Fundamente [EB1231]
Verbundvorhaben
01193588/1 – VERBATIM - Verifikation des Beulnachweises und -verhaltens großer Monopiles
Zuwendungsgeber
Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz (BMWK.IIB5)
Projektträger
Forschungszentrum Jülich GmbH (PT-J.ESE3)
Förderprogramm
Energie
Monopiles, als die am häufigsten eingesetzte Gründungsstruktur für Offshore-Windenergieanlagen, sind als zylindrische Schalen so zu dimensionieren, dass infolge von Extremlasten u.a. globales und lokales Beulen nicht auftreten kann. Durch die immer größer werdenden Turbinen werden auch größere Monopiles notwendig. Um wirtschaftliche Konstruktionen zu erhalten, ist man bestrebt, das Verhältnis von Durchmesser zu Wanddicke möglichst groß zu wählen, was die Beulanfälligkeit dieser Strukturen erhöht. Das Beulverhalten eines Stahlrohrquerschnitts ist theoretisch und empirisch für Standardfälle der Lagerung und Belastung in Meridian- und Umfangsrichtung gut verifiziert und stellt als normatives Wissen einen Stand der Technik und Regelsetzung dar (DIN EN 1993-1-6). Für im Boden gebettete Systeme gibt es keine vergleichbaren ingenieurmäßig gut anwendbare Methoden zum Nachweis ausreichender Sicherheit gegen Beulen. Die stark vereinfachte Begrenzung des D/t Verhältnisses schließt mögliche Einsparpotentiale sehr früh aus. Schwerpunkte von JBO im Projekt sind die numerischen Berechnungen zur Analyse des Beulverhaltens gebetteter Pfähle, sowohl während der Installation als auch im Betrieb. Die numerischen Modelle sollen die Planung und Durchführung von Modellversuchen unterstützen und ergänzen. Da die numerische Modeliierung derartiger Probleme sehr aufwändig ist, soll ein vereinfachtes Ingenieurmodell zum stahlbauliehen Nachweis beulgefährdeter Monopiles unter Berücksichtigung stand-ortspezifisch abgeleiteter Pfahlbettung entwickelt und validiert werden. Auf dieser Basis soll es möglich sein, zu optimierten Pfahlabmessungen zu gelangen, die wirtschaftlich und ressourcensparend sind. Das soll über das Kostensenkungspotential gezeigt werden. Darüber hinaus sollen durch JBO die Voraussetzungen geschaffen werden, die eine Überführung des entwickelten Nachweiskonzepts in ein technisches Merkblatt bzw. Richtlinie oder Norm ermöglicht.