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Teilprojekt 4

Das Projekt "Teilprojekt 4" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Hofgemeinschaft Heggelbach GbR, vertreten durch Herr Thomas Schmid, Herr Florian Reyer durchgeführt. Erstmalig präsentiert wurde die APV als möglicher Lösungsansatz bereits 1982 durch Goetzberger und Zastrow am Fraunhofer ISE. Weltweit existieren bisher jedoch noch immer kaum kommerzielle und nur wenige APV-Forschungsanlagen. Im Projekt APV-RESOLA werden nun erstmalig unter Realbedingungen die wirtschaftlichen, technischen, gesellschaftlichen und ökologischen Aspekte der Technologie an einer Pilotanlage wissenschaftlich untersucht. Nach Abschluss des Projekts wird ein Innovationskonzept vorgelegt, das als Handlungsleitfaden für den Bau weiterer Anlagen dienen soll. So sollen zusätzliche Flächen für die Erzeugung erneuerbaren Stroms erschlossen werden, ohne dabei in Konkurrenz zur landwirtschaftlichen Nutzung von Flächen zu treten. Ziel: ganzheitliche Energieversorgung. Für die Landwirtschaft bietet sich die Möglichkeit unabhängiger Stromerzeugung. Zusätzlich zu Kosteneinsparungen durch Eigenverbrauch ergeben sich neue Verdienstmöglichkeiten durch die Einspeisung des selbsterzeugten Stroms in das lokale Versorgungsnetz. Zukünftig ist es denkbar, die APV mit neuen Technologien wie Stromspeichern zu kombinieren und die Nutzung der erzeugten Energie auf Landmaschinen und andere Fahrzeuge auszuweiten.

Teilprojekt C

Das Projekt "Teilprojekt C" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von G.U.B. Ingenieur AG durchgeführt. Das Forschungsprojekt zielt auf die Weiterentwicklung von Modellierungs- und Planungsstrategien zur Realisierung optimierter Standorte für den Bau von kleinen Wasserkraftwerken und die Anwendung auf die Bedingungen in China ab. In dieser Komplexität erfordert die Forschungsaufgabe ein Zusammenwirken von relevanten Forschungs-, Entwicklungs- und Ingenieurkapazitäten, das durch die Interdisziplinarität des Projektteams sichergestellt wird. Neben dem ökologischen Nutzen und der intensiven Nutzung des enormen, bisher unerschlossenen Energiepotenzials der Wasserkraft insbesondere in China, zielt der Fokus des Projektteams auf die Erlangung wirtschaftlichen Nutzens durch Know-how Transfer, Patente und Export von Ingenieur- und Anlagenlieferleistungen. - Ermittlung, Definition der erforderlichen topografischen Standortbedingungen - Entwicklung eines digitalen Geländemodells für die Standorte der Kraftwerkseinrichtungen - Sondierung, Erkundung, Bewertung der geotechnischen und hydrogeologischen Standortbedingungen (Baugrund) - Definition der Anforderungen an die Konstruktion/Planung von Bauwerksgründungen, Kavernen, Druckstollen - Ermittlung und Bewertung der infrastrukturellen Standortbedingungen für logistische und bautechnologische Fragen - Festlegung der Kraftwerksart nach Hydraulik und Topographie - Untersuchung, Bewertung, Festlegung der optimalen Standorte für Staubauwerk, hydraulische Sonderbauwerke, Kraftwerksgebäude.

Erfassung der geologischen Struktur und Schalleintrag seismischer Wellen im Fernfeld

Das Projekt "Erfassung der geologischen Struktur und Schalleintrag seismischer Wellen im Fernfeld" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Kiel, Institut für Geowissenschaften, Abteilung Angewandte Geophysik durchgeführt. 1. Vorhabenziel Ziel des Teilprojektes der CAU/ IfG ist die Erfassung der geologischen Sedimentstruktur an drei Teststandorten von Offshore-Windkraftanlagen bis Gründungstiefe vor der Rammung sowie die Messung von durch die Rammung induzierten seismischen Wellen im Fernfeld mit Ozeanbodenseismometern (OBS). Strukturinformation und rammbegleitende Messungen sollen Rahmenbedingungen für die Modellierung des Körperschalls liefern und Abschätzungen/ Vorhersagemodelle über den Hydroschalleintrag im Fernfeld durch seismische Wellen ermöglichen. Als Ergebnis entsteht ein Untergrundmodell, das Tiefenpläne der geologischen Schichtgrenzen sowie die elasto-mechanischen Kenngrößen der geologischen Schichten enthält. 2. Arbeitsplanung Im Rahmen von Voruntersuchungen soll ein kombiniertes Verfahren aus hochauflösender Reflexionsseismik zur Strukturauflösung sowie Scholtewellenseismik zur Abschätzung des Schermoduls in der Umgebung jeder Gründungsposition durchgeführt werden. Des Weiteren sollen Messungen während der Rammung der OWEAs mit Ozeanbodenseismometern (OBS) durchgeführt werden, welche die Bodenbewegungen und den bodennahen Hydroschall im Fernfeld aufzeichnen. Durch die vom Projektpartner TUHH/ GBT geplanten Messungen ist es möglich, die Quellfunktion der Rammung zu bestimmen. Diese soll in zweidimensionale viskoelastische Finite-Differenzen-Modellierungen der seismischen Wellenausbreitung im Fernfeld eingebunden werden.

Entwicklung eines Turmkopfmodelles für die Nutzung auf einer schwimmenden Plattform

Das Projekt "Entwicklung eines Turmkopfmodelles für die Nutzung auf einer schwimmenden Plattform" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von aerodyn engineering gmbh durchgeführt. Für das Verbundprojekt HyStOH soll eine Windenergieanlage angepasst bzw. so umkonstruiert werden, dass sie auf einem schwimmenden Fundament eingesetzt werden kann. Hierzu bedarf es einiger neuer Ansätze. Es gibt erhebliche Unterschiede im Vergleich zu heutigen Anlagen. Zu nennen wären ein ovaler Turmanschluss für den Turbinenkopf, die azimutlose Verbindung zwischen Turm und Turbinenkopf sowie die Anpassung der Anlage an die zusätzlichen Beschleunigungen durch die resultierenden Kräfte aus Wind, Welle und Strömung. Hierzu müssen mit einem Zertifizierer zunächst die Lastfälle erarbeitet werden, die für die Auslegung der Anlage entscheidend sind. Hieraus werden dann die entsprechenden FEM und Lebensdauerberechnungen erstellt sowie die Komponenten an die besonderen Bewegungen und Beschleunigungen angepasst. Als Basis dient die SCD 6.0 MW von aerodyn. Zum Teil können Bauteile aus dem vorhandenen System in diese neue Anlage einfließen. In diesem Fall werden die Teile auf Verwendbarkeit überprüft bzw. wenn notwendig neu spezifiziert. Neue Komponenten werden entsprechend spezifiziert. Das Ziel ist ein CAD-Modell einer Windenergieanlage welches auf das HyStOH-Fundament angepasst ist. Dies Modell enthält alle wesentlichen Parameter wie z. B. Materialauswahl oder Normen für eine spätere Erstellung von Fertigungsunterlagen.

Sub project: neoPILE

Das Projekt "Sub project: neoPILE" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Fraunhofer-Institut für Windenergiesysteme, Standort Bremerhaven durchgeführt. Derzeit werden sehr große Monopiles für Offshore-Windenergieanlagen entwickelt. Durch die geänderten Abmessungen ändern sich deren Eigenschaften signifikant. Die größten Unsicherheiten bezüglich der Gültigkeit bekannter Designmethoden liegen in den folgenden Bereichen vor: a) Änderung des Pfahltragverhaltens durch größere Durchmesser, b) Änderung des Tragverhaltens aufgrund des Einbringverfahrens (rütteln, rammen) und c) Berechnung der dominierenden Wellenlasten. Unsicherheiten in den genannten Bereichen führen derzeit zu konservativen Monopiledesigns. Diese Themen werden im vorliegenden Projekt numerisch (Basis sind Ergebnisse der Projekte OneWind, BMU, FKZ 0325131 und FKZ 0325131A und SmartBlades, BMU, FKZ 0325601B) und mit Hilfe von Großversuchen an lateral-belasteten Pfählen (Versuchseinrichtung wurde gefördert durch BMU, FKZ 0325320) untersucht. Die gewonnenen Erkenntnisse und Methoden können für weniger konservative Monopiledesigns genutzt werden. Durch die resultierende Gewichtsersparnis können in Zukunft Material-, Transport- und Installationskosten gespart werden. Das Vorhaben gliedert sich in folgende Arbeitspakete: AP 1: Entwicklung des Referenzfalls AP 2: Versuchsplanung und Herstellung der Teststrukturen AP 3: Durchführung der Versuche im TTH, Interpretation und Validierung AP 4: Numerische Untersuchungen zum Durchmessereinfluss und Einbringverfahren AP 5: Modellentwicklung zur Berechnung welleninduzierter Kräfte AP 6: Validierung und Verfeinerung der welleninduzierten Kräfte AP 7: Projektmanagement.

Teilvorhaben: Einfluss von Probengeometrie und -größe auf die Ermüdung von Beton

Das Projekt "Teilvorhaben: Einfluss von Probengeometrie und -größe auf die Ermüdung von Beton" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung durchgeführt. Das Ziel des Gesamtvorhabens liegt in der versuchstechnischen Ermittlung und der wissenschaftlichen Beschreibung des Ermüdungsverhaltens von Beton, Betonstahl und deren Verbund im Bereich sehr hoher Lastwechselzahlen. Das Teilvorhaben der BAM befasst sich mit der Untersuchung des Maßstabseffektes sowie des Einflusses der Prüfkörpergeometrie auf das Ermüdungsverhalten des Betons. Durch Ermittlung eines Anpassungsfaktors kann die Vergleichbarkeit der Ergebnisse unterschiedlicher Prüfeinrichtungen sichergestellt bzw. kann dieser Einfluss durch Empfehlung einer geeigneten Probekörpergeometrie ausgeschaltet werden. Weiterhin sollen die Untersuchungen die Übertragbarkeit der Erkenntnisse aus bisherigen Untersuchungen an üblichen Laborproben auf praxisrelevante Bauteilabmessungen überprüfen. Das betrifft sowohl die Kenntnisse zu den Schädigungsmechanismen im Beton als auch die Anwendbarkeit von zerstörungsfreien Messmethoden zur Erfassung des Schädigungszustandes des Betons.

Teilprojekt 10: Entwicklung einer Verstärkungslösung mit Carbonbeton an einem Brückenbauwerk

Das Projekt "Teilprojekt 10: Entwicklung einer Verstärkungslösung mit Carbonbeton an einem Brückenbauwerk" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von LISt Gesellschaft für Verkehrswesen und ingenieurtechnische Dienstleistungen mbH durchgeführt. Innerhalb dieses Teilvorhaben soll erstmalig ein Brückenbauwerk mit Carbonbeton verstärkt werden. Dazu muss zunächst ein Bauwerk ausgesucht und die Bestandssituation genauestens analysiert werden. In der darauffolgenden Planungsphasen wird die Carbonbetonschicht genauestens geplant und mit den anderen Bauarbeiten abgestimmt. Aufgrund der bauaufsichtlichen Situation des neuen Baustoffes Carbonbeton ist hierbei mit einem erhöhten Arbeitsvolumen zu rechnen. Jedoch sind die Erkenntnisse dieser Arbeiten wichtig zu Erlangung von Regelwerken, da praktische Erfahrungen bei der Erwirkung schon vorzuweisen sind. Nach den Baumaßnahmen erfolgt eine genaue Beurteilung der Bauarbeiten und Abschätzung, unter welchen Umständen ein wirtschaftlicher Einsatz von Carbonbetonverstärkungen möglich ist. Das Teilvorhaben C3-V1 2-X ist im Verbundarbeitsplan im vierten Arbeitspaket mit vier Aktivitäten verankert. Diese dienen der Identifizierung eines geeigneten Bauwerks zur Carbonbetonverstärkung, der Bauwerksergründung und der Baubegleitung der Arbeiten. Abschließend werden die Erkenntnisse beurteilt.

Dar- und Gegenüberstellung der Baugrunderkundung für Offshore Windenergie in den europäischen Nordseeanrainer-Staaten im Zuge der EU Nordsee Energiekooperation

Das Projekt "Dar- und Gegenüberstellung der Baugrunderkundung für Offshore Windenergie in den europäischen Nordseeanrainer-Staaten im Zuge der EU Nordsee Energiekooperation" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Fichtner Water & Transportation GmbH durchgeführt. Die Offshore Windenergie ist wesentlich für die Transformation des Energiesystem hin zu einer treibhausgasneutralen Energieversorgung sowie für die Industrie im Rahmen der Technologieentwicklung und -führerschaft. Um in Europa günstige Entwicklungen für die Offshore Windenergie zu schaffen, haben die EU Nordseeanrainerstaaten im Juni 2016 die 'Erklärung zur Energiezusammenarbeit im Nordseeraum' verabschiedet. Im Zuge dieser Initiative wurden thematische Arbeitsgruppen gebildet, wovon sich eine mit den Harmonisierungspotenzialen von technischen Standards beschäftigt. Hierzu sollen von den Mitgliedsstaaten verschiedene Themen unter aufgeteilter Federführung bearbeitet und jeweilige Harmonisierungstendenzen herausgearbeitet werden. Im Zuge dessen hat Deutschland die Aufgabe übernommen, das Thema 'Baugrunderkundung' näher zu beleuchten. Das Projekt zielt darauf ab, Deutschland bei der Erfüllung dieser Aufgabe zu unterstützen. Hierzu sollen das Prozedere und die Normen der Baugrunderkundung in Deutschland und den Nordseeanrainern der EU Mitgliedsstaaten systematisch aufbereitet werden. Im Anschluss sollen die jeweiligen Vorgehensweisen und Standards der entsprechenden Staaten gegenübergestellt werden. Es sollen die jeweiligen Vorzüge und Nachteile, die mit den Vorgehen einhergehen, herausgearbeitet werden und identifiziert werden, ob und an welcher Stelle Harmonisierungsoptionen bestehen. Zudem sollen mögliche Kostensenkungspotenziale betrachtet werden.

Errichtung eines Windkraftturmes mit Tripod-Gründung als Prototyp für den Offshore-Einsatz

Das Projekt "Errichtung eines Windkraftturmes mit Tripod-Gründung als Prototyp für den Offshore-Einsatz" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von MULTIBRID Entwicklungsgesellschaft mbH durchgeführt. In diesem Projekt soll erstmals die für den Offshoreeinsatz entwickelte Tripodgründung, dieses mal jedoch noch Onshore, errichtet werden. Bei der Tripodausführung handelt es sich um einen Stahlturm, der im unteren Bereich drei miteinander verstrebte Standbeine besitzt. Diese last- und materialoptimierte Gründungsstruktur ist die statisch günstigste Konstruktion um die auftretenden hohen Lasten der zukünftigen 5 MW Windkraftanlagen in den Boden einzuleiten. Durch den Prototypen sollen Erkenntnisse für eine optimierte Materialausnutzung und einen kostenoptimierten Produktionsablauf ermittelt werden. Mit diesem Projekt soll auch die Eignung Bremerhavens als Produktions- und Endmontagestandort für Offshore-Windanlagen unter Beweis gestellt werden.

Vorhaben: SHM von Grout-Verbindungen im Offshore-Windpark, GroutOWP

Das Projekt "Vorhaben: SHM von Grout-Verbindungen im Offshore-Windpark, GroutOWP" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von WindMW GmbH durchgeführt. Das Gesamtziel des Verbundvorhabens QS-M Grout ist die Entwicklung von Verfahren und Technologien für das Monitoring von Grout-Verbindungen. Im Teilvorhaben GroutOWP soll das Überwachungskonzept auf Windparkebene mit 80 Offshore-WEA ausgeweitet werden. Eine intelligente Überwachung mit zu entwickelnden Algorithmen soll die Kenntnis von Korrelationen zu den Betriebszuständen ermöglichen und erhöht somit die Aussagekraft der Messungen bezüglich der Beanspruchungen während des Lebenszyklus der Anlagen und hat somit direkten Einfluss auf die Ausgestaltung der wiederkehrenden Prüfungen. Vorhabenziel: Das Hauptziel das mit GroutOWP erreicht werden soll, ist die Reduzierung und Optimierung der wiederkehrenden Prüfung der Grout-Verbindung und der gesamten Tragstruktur des Monopiles im Unterwasserbereich durch Taucher bzw. an schwer zugänglichen Stellen, was nachhaltig zu einer erheblichen Senkung der Kosten und des Risikos für die Taucher führt. Im ersten Schritt wird ein Schadenkatalog für Grout-Verbindungen sowie die Anforderungen für eine messtechnische Überwachung erarbeitet. In GroutOWP werden erstmalig im Feld gemessene Daten hinsichtlich Sensitivität und Abhängigkeit von der jeweiligen Lokation der OWEA ausgewertet, um Korrelationen zu Umwelt- und Betriebsereignissen herzustellen. Anschließend erfolgt die Entwicklung einer numerischen Analyseumgebung zur Ableitung von Lebensdauerprognosen und Inspektionspunkten. Da im Feld nicht davon auszugehen ist, dass während der Projektlaufzeit Schädigungen an Grout-Verbindung auftreten, soll geprüft werden, inwieweit eine Übertragung der entwickelten selbstlernenden SHM-Algorithmen aus numerischen Simulationen und Großversuchen mit gezielt eingeprägten Schäden auf die Realität möglich ist. Inhalt des abschließenden Arbeitspaketes ist die Anerkennung der Ergebnisse des Struktur- und Grout-Monitorings durch den Zertifizierer (DNV GL als assoziierter Partner) zur Reduzierung und Optimierung der wiederkehrenden Prüfung.

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