Universität Hannover: Wie Türme und Fundamente getestet werden

Hannover – Seit Mitte 2014 wird in Hannover-Marienwerder das Trag- und Ermüdungsverhaltens von Tragstrukturen und Gründungen für Windenergieanlagen erforscht. Für das Testzentrum Tragstrukturen an der Universität Hannover hat das Bundeswirtschaftsministerium einen ordentlichen Förderbetrag springen lassen. Doch wie genau werden diese Groß-Komponenten eigentlich getestet?

Im Bereich der Windenergie on- und offshore bieten die Hersteller immer größere und leistungsstärkere Anlagen an. Mit zunehmender Anlagengröße steigt auch die Belastung der Bauwerke und Komponenten. Um die als Türme und Fundamente eingesetzten Bauteile vorab testen und optimieren zu können, eröffnete 2014 das Testzentrum Tragstrukturen (TTH) in Hannover. Dies teilte nun der Bine Informationsdienst mit, der regelmäßig über Ergebnisse der Energieforschung berichtet.

Untersuchungen in der Grundbauversuchsgrube und im Spannfeld

Im TTH wirken Kräfte wie bei Windstärke 10 am Bauteil einer Windenergieanlage (WEA). Die Wissenschaftler können hier auf Testständen mit Maschinenkraft extreme Belastungen auf Modelle von Türmen, Masten, Fundamenten sowie auf Komponenten und Schrauben ausüben. Bei Offshore-Anlagen kommen die Wellen, die Strömung und das Zusammenspiel von Wind und Wellen hinzu. Die Wirtschaftlichkeit spielt eine entscheidende Rolle.

Das neue Zentrum verfügt über zwei große Teststände: die Grundbauversuchsgrube und das Spannfeld. In der zehn Meter tiefen und mit Sand gefüllten Grundbauversuchsgrube werden Trag- und Gründungsstrukturen von Offshore-Fundamenten sowie zugehörige Bauverfahren im Maßstab 1:10 und größer untersucht. Im Spannfeld lassen sich Modelle von Tragstrukturen im Maßstab bis 1:5 einspannen und über mehrere Achsen belasten. Ziel ist unter anderem die Prüfung des Ermüdungsverhaltens.

Speziallabore liefern wichtige Belastungs-Daten

Speziallabore für Beton, Faserverbundwerkstoffe und geotechnische Untersuchungen, eine Resonanzprüfmaschine sowie eine Klimakammer ergänzen die Möglichkeiten im Zentrum laut Bine. Im Ergebnis werden reproduzierbare Daten für extreme sowie zyklische Belastungen von Bauteilen und Materialien gewonnen. Um die Anforderungen eines ganzen Anlagenlebens zu simulieren, reichen in der Testumgebung drei bis vier Monate. Das Zusammenspiel von Modellen, großmaßstäblichen Experimenten und numerischen Berechnungen helfe zudem, WEA präziser auszulegen und Simulationsprogramme zu validieren. Die Leibniz Universität Hannover betreibt das TTH zusammen mit dem Fraunhofer-Institut für Windenergie und Energiesystemtechnik IWES.

Bundeswirtschaftsministerium gibt 50 Millionen Euro

Nach dem Testzentrum Rotorblatt und dem Prüflabor Dynalab für Gondeln geht mit dem TTH eine weitere Testeinrichtung in Deutschland in Betrieb. Ende 2015 soll laut Bine noch das Blademaker-Demozentrum hinzukommen.

Das Bundeswirtschaftsministerium hat den Aufbau des TTH in Hannover als Teil der Energieforschung mit fast 50 Mio. Euro gefördert. Der Europäische Fonds für regionale Entwicklung (EFRE), das Land Niedersachsen und die Leibniz Universität Hannover förderten zudem den Bau der Prüfhalle, die Labor- und Bürogebäude und die notwendigen infrastrukturellen Maßnahmen.