Verbundvorhaben: DiMoWind-Inspect - Digitale Modellierungsprozesse in der wiederkehrenden Prüfung von Windenergieanlagen; Teilvorhaben: Ermüdungssicherheit und Restnutzungsdauer - Grundlagen und zweistufiges Nachweisverfahren
Zeitraum
2021-02-01 – 2024-09-30
Bewilligte Summe
211.269,00 EUR
Ausführende Stelle
Förderkennzeichen
03EE3039B
Leistungsplansystematik
Windenergie Offshore - Gründungen, Fundamente [EB1231]
Verbundvorhaben
01222216/1 – DiMoWind-Inspect - Digitale Modellierungsprozesse in der wiederkehrenden Prüfung von Windenergieanlagen
Zuwendungsgeber
Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz (BMWK.IIB5)
Projektträger
Forschungszentrum Jülich GmbH (PT-J.ESE3)
Förderprogramm
Energie
Für Windenergieanlagen (WEA) soll zukünftig stringent digitalisiertes Life-Cycle-Management (Prüfungen, Wartungen und Re-Assessments) betrieben werden – auf der Basis von Building Information Modeling (BIM) sowie der systematischen Nutzung von Daten aus den wiederkehrenden Prüfungen (WKP) der Anlagen. Smarte Konzepte und durchgehend digitalisierte Tools fehlen zurzeit und werden im Forschungsvorhaben entwickelt. Im Fokus des Teilvorhabens steht die wissenschaftlich fundierte Beurteilung der Ermüdungssicherheit und Restnutzungsdauer stählerner WEA-Tragstrukturen unter Nutzung von BIM-Zustandsmodellen. In diese Modelle fließen die Schadensbefunde bisheriger WKP ein. Zu diesem Zweck sind vorliegende Befundsammlungen zu strukturieren und hinsichtlich ihrer Ermüdungswirkung zu klassifizieren. Die Kerbfallkataloge des Eurocode 3 werden aufbauend auf neuen wissenschaftlichen Erkenntnissen und speziellen Wöhlerversuchen erweitert. In Anlehnung an ein etabliertes Verfahren für Eisenbahnbrücken (Modul 805.0201, DB AG) wird eine 2stufige Prozedur zur rechnerischen Beurteilung der Ermüdungssicherheit und Restnutzungsdauer von WEA-Tragstrukturen entwickelt. Das Verfahren muss den Istzustand planmäßig berücksichtigen sowie auf die spezifischen Belange der WEA-Tragstrukturen übertragen und erweitert werden. In die 1. Bewertungsstufe sind die spezifischen Schädigungswirkungen von Korrosionsbefunden sowie eine neue Beurteilung des Schadens der Vergangenheit zu integrieren. Die 2., bruchmechanisch basierte Bewertungsstufe erfordert die Identifikation detektierbarer Anfangsrisslängen im Kontext mit Rissfortschrittsanalysen. Es fließen Erkenntnisse zur Schadensdetektion mittels Risslumineszenz ein. Maßgebliche Einflussgrößen der Ermüdungsprozesse weisen stochastische Eigenschaften auf. Demnach ist das Nachweisverfahren statistisch abzusichern und stochastisch zu formulieren. Die Ergebnisse des Teilprojekts fließen in eine risikobasierte Inspektions- und Instandhaltungsplanung ein.