Das IMK-IFU des KIT bearbeitet die numerische Modellierung der mesoskaligen Wind- und Turbulenzverhältnisse und führt die Windlidar-Messungen durch. Die Modellierung wird mit dem mesoskaligen Modell WRF und dem feiner auflösenden Modell WRF-LES erfolgen. Die beiden Modelle sind im Verbundvorhaben als Teil einer Modellkette vorgesehen, die skalenmäßig bis hinunter zur Rotorblattumströmung reichen soll. Die Windmessung soll kampagnenartig mit drei Windlidaren, die zu einem 'virtuellen Masten' synchronisiert werden, erfolgen. Das IBF des KIT wird im Blick auf die Wechselwirkung von Baugrund und Gründung die beiden FWEA mit einer Instrumentierung versehen, die weiterführende Messungen und detailliertere Modellierungen erlauben. Das GPI des KIT untersucht in einem geophysikalischen Langzeitexperiment (mehrere Jahre) die emittierten Bodenerschütterungen, deren Ausbreitung und ihre Welleneigenschaften um das Testfeld an der FWKA. Es sollen hierfür erstmals drei Sensoren in flachen Bohrungen an einer WEA dauerhaft installiert werden, welche kontinuierlich in den drei Raumrichtungen die Bodenbewegung aufzeichnen.
Substrukturen für Offshore-Windenergieanlagen (OWEA) werden derzeit bei zunehmenden Wassertiefen vornehmlich in Form von aufgelösten, geschweißten Stahlkonstruktionen ausgeführt. Die Stahlbauweise weist jedoch gegenüber der Betonbauweise große Nachteile hinsichtlich der Herstellungs- und Instandhaltungskosten, der Errichtungszeit, der Abhängigkeit von der Weltmarktpreisentwicklung sowie auch hinsichtlich der Dauerhaftigkeit auf. Andererseits sind der Stahlbau und insbesondere Gussbauteile der Betonbauweise in der Ausbildung mehraxial hoch belasteter Knotenstrukturen überlegen. Die Kombination dieser beiden Bauweisen ist deshalb der Schlüssel zu extrem wirtschaftlichen und dauerhaften Substrukturen. Das Gesamtziel des beantragten Vorhabens ist die Beurteilung der Machbarkeit, der Anwendungsmöglichkeiten und -grenzen sowie die Schaffung der erforderlichen Grundlagen für die Planung, Bemessung und Errichtung von hybriden Substrukturen aus Beton- und Gussbauteilen unter Beachtung ökologischer und ökonomischer Aspekte. Für die Substruktur werden Transport- und Installationskonzepte entwickelt. Die Gefahr der Kolkbildung der am Meeresgrund installierten Substruktur wird analysiert und das Tragverhalten der installierten Bauteile und Verbindungen wird anhand von numerischen Modellen in unterschiedlichen Detailierungsstufen untersucht, die anhand von Bauteilversuchen zu entwickeln und zu implementieren sind.
Seismische Messungen spielen bei der Erkundung von Offshore Windparks eine wichtige Rolle. In der Praxis werden die Möglichkeiten dieser Methode jedoch häufig nicht ausgeschöpft. Dies liegt an der großen Bandbreite verschiedener Methoden, die noch nicht systematisch verglichen worden sind. Aufgrund dieses Informationsdefizits kommen in der Praxis häufig nicht die am besten geeigneten Methoden zur Anwendung - mit der Folge, dass die Baugrundbedingungen teilweise nur unzureichend ermittelt und aufwendige Folgeuntersuchungen notwendig werden können. Das Projekt Seismik Nord-Ost setzt an dieser Stelle an und vergleicht die verfügbaren Messsysteme systematisch miteinander; unter anderem werden die Auflösung der Daten, Signaleindringung, Darstellungsqualität, Datenverarbeitungsaufwand und Kosten untersucht. Der Einfluss unterschiedlicher geologischer Bedingungen auf die Abbildungsqualität wird ebenfalls berücksichtigt. Im Rahmen des Projektes wird ein Handlungsleitfaden veröffentlicht, der die Entscheidung für die am besten geeignete Methode auf Basis von wissenschaftlichen Untersuchungen erleichtert. Mit dieser fundierten Entscheidungshilfe werden Entwickler/Projektierer in ihrem Bemühen um Zeit- und Kosteneinsparungen und der Verringerung des Baugrundrisikos unterstützt.
Ziel dieses Teilvorhabens ist die Schaffung valider, experimentell bestätigter Information für das Tragverhalten unter statischen, zyklischen und postzyklischen Lasten von gepressten Pfählen in nordseetypischem Boden im Testzentrum Tragstrukturen Hannover (TTH). Diese sollen für die Erstellung von experimentell validierten Berechnungsmethoden (Design-Tools) für die Installation und Auslegung von gepressten Pfählen herangezogen werden und zum grundsätzlichen Verständnis vom Tragverhalten von durch Drücken installierten Pfählen unter Offshore-Bedingungen (wassergesättigter Sand, dichte Lagerung, zyklische Beanspruchungen) beitragen. Um die oben genannten Ziele zu erreichen, sind drei Arbeitspakete geplant. Im ersten Arbeitspaket (AP IWES 1) werden die Versuche in der Grundbauversuchsgrube detailliert geplant. Dies umfasst die Planung des Versuchsprogramms und der Versuchsanordnung sowie die Planung des Versuchsumfeldes und die Planung der Versuchsdurchführung. In einem zweiten Arbeitspaket (AP IWES 2) müssen das numerische und experimentelle Umfeld geschaffen werden. Dies umfasst die Umsetzung der in AP 1 geplanten Arbeitsschritte (Mess- und Belastungseinrichtungen, Hydraulikverrohrungen und Numerik). Im dritten Arbeitspaket (AP IWES 3) werden groß- und kleinmaßstäbliche Versuche im TTH durchgeführt. Dies umfasst Untersuchungen zum Pfahlinstallationsverfahren sowie statische, zyklische und postzyklische Großversuche und Versuche zum Pfahlgruppeneffekt im kleinen Maßstab.
Das Ziel von marTech ist es, Teilaspekte der Technologieerprobung und -entwicklung für 1) Tragstrukturen von Offshore-Windenergieanlagen (3.1.4) sowie 2) Anlagen und Technologien zur Nutzung der Wellen- und Tideströmungsenergie (3.5) durch wissenschaftliche Begleitforschung in einer signifikant erweiterten, großmaßstäblichen Versuchseinrichtung im Großen Wellenkanal Hannover voranzutreiben. Konkret werden drei Pilotprojekte zu einem Wellenenergiekonverter, zu einer Filter- und Dichtungsbahn und einem Kolkschutzsystem unter Gewährleistung wirklichkeitsnaher Umweltrandbedingungen zusammen mit der Industrie konzeptioniert und durchgeführt. Das hier beantragte Projekt marTech bildet damit alle wesentlichen Einwirkungen durch Wellen, Tideströmung und die hydro-geotechnischen Prozesse im Seeboden in einer großmaßstäblichen Versuchseinrichtung ab und ermöglicht dadurch wirklichkeitsnahe Verhältnisse unter kontrollierten und reproduzierbaren Laborbedingungen, die es zukünftig erlaubt, neue maritime Technologien zusammen mit der Industrie belastbar zu erproben bzw. weiter zu entwickeln.
Das Ziel von marTech ist es, Teilaspekte der Technologieerprobung und -entwicklung für 1) Tragstrukturen von Offshore-Windenergieanlagen (3.1.4) sowie 2) Anlagen und Technologien zur Nutzung der Wellen- und Tideströmungsenergie (3.5) durch wissenschaftliche Begleitforschung in einer signifikant erweiterten, großmaßstäblichen Versuchseinrichtung im Großen Wellenkanal Hannover voranzutreiben. Konkret werden drei Pilotprojekte zu einem Wellenenergiekonverter, zu einer Filter- und Dichtungsbahn und einem Kolkschutzsystem unter Gewährleistung wirklichkeitsnaher Umweltrandbedingungen zusammen mit der Industrie konzeptioniert und durchgeführt. Das hier beantragte Projekt marTech bildet damit alle wesentlichen Einwirkungen durch Wellen, Tideströmung und die hydro-geotechnischen Prozesse im Seeboden in einer großmaßstäblichen Versuchseinrichtung ab und ermöglicht dadurch wirklichkeitsnahe Verhältnisse unter kontrollierten und reproduzierbaren Laborbedingungen, die es zukünftig erlaubt, neue maritime Technologien zusammen mit der Industrie belastbar zu erproben bzw. weiter zu entwickeln.
XL-Monopiles als Fundamentierung für 6+ Mega-Watt Offshore Windenergieanlagen sind eine ökonomische Lösung für die Energiegewinnung auf See. Bei der Installation von XL-Monopiles gibt es erheblichen Optimierungsbedarf, das übliche Einrammen schwächt die Pfähle, ist langwierig und laut. Einvibrieren ist eine Alternative allerdings gibt es bei der Bemessung und Rammprognose große Unsicherheiten. Es wird eine Vibro-CPTu entwickelt, eine vibrierende Drucksondierung die letztlich direkte Vorhersagen des Bodenverhaltens während der Einbringung und der axialen und lateralen Tragfähigkeit einvibrierter Pfähle ermöglichen soll. Es wird eine neue echtzeitfähige Messsonde mit hoher Datenrate entwickelt und eine kommerzielle Drucksondiereinheit für echtzeitgesteuerte dynamische Sondierung umgebaut. Zusammen mit Geo-Engineering werden Sondierungen in der Testgrube des Vibro-Pile Projekts in Altenwalde und an anderen nordseeähnlichen Orten in Norddeutschland durchgeführt. Außerdem wird der vorhandene CPTu Kalibrierstand aufgerüstet und mit Ihm Vibro-CPTu Kalibrationsversuche and rekonstituierten Bodenproben von der Testgrube des Vibro Pile Projekts und an Bodenproben aus Norddeutschland und der Nordsee durchgeführt. Die rekonstituierten Bodenproben werden mit einem dynamischen, zyklischen und statischen geotechnischen Versuchsprogramm charakterisiert. All diese Ergebnisse werden mit den Daten der Pfahltests des Vibro Pile Projekts verglichen und gemeinsam mit den Partnern der optimale Versuchsablauf und die beste Versuchsauswertung entwickelt. Die Ergebnisse sind die Grundlage für die Ramm und Tragfähigkeitsprognosen der anderen Projektpartner.
Substrukturen für Offshore-Windenergieanlagen werden derzeit bei zunehmenden Wassertiefen vornehmlich in Form von aufgelösten, geschweißten Stahlkonstruktionen ausgeführt. Die Stahlbauweise weist jedoch gegenüber der Betonbauweise große Nachteile hinsichtlich der Herstellungs- und Instandhaltungskosten, der Errichtungszeit, der Abhängigkeit von der Weltmarktpreisentwicklung sowie auch hinsichtlich der Dauerhaftigkeit auf. Andererseits sind der Stahlbau und insbesondere Gussbauteile der Betonbauweise in der Ausbildung mehraxial hoch belasteter Knotenstrukturen überlegen. Die Kombination dieser beiden Bauweisen ist deshalb der Schlüssel zu extrem wirtschaftlichen und dauerhaften Substrukturen. Das Forschungsvorhaben 'HyConCast - Hybride Substruktur aus hochfestem Beton und Sphäroguss für Offshore-Windenergieanlagen' beschäftigt sich mit der Entwicklung einer neuartigen, hybriden Substruktur für Offshore-Windenergieanlagen. Das innovative Konzept beruht auf der Verbindung von großformatigen, dünnwandigen Sphärogussknoten mit hochfesten, leichten Betonfertigteilrohren zu einer den Umwelt- und Nutzungsbedingungen angepassten, wirtschaftlichen und gleichzeitig robusten Tragstruktur. An dem Forschungsvorhaben sind Institute der Leibniz Universität Hannover, Wirtschaftsunternehmen und Ingenieurbüros beteiligt. Das Vorhaben wird vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie gefördert. Das Gesamtziel des Vorhabens ist die Beurteilung der Machbarkeit, der Anwendungsmöglichkeiten und -grenzen sowie die Schaffung der erforderlichen Grundlagen für die Planung, Bemessung und Errichtung von hybriden Substrukturen aus Beton- und Gussbauteilen unter Beachtung ökologischer und ökonomischer Randbedingungen. Für die Substruktur werden Transport- und Installationskonzepte entwickelt, die Gefahr der Kolkbildung der am Meeresgrund installierten Substruktur wird analysiert und das Tragverhalten der installierten Bauteile und Verbindungen wird anhand von numerischen und physikalischen Modellen in unterschiedlichen Detaillierungsstufen untersucht. Sphäroguss, ein Gusseisen mit eingelagertem Kugelgraphit, besitzt stahlähnliche mechanische Eigenschaften, bei deutlich besserer Herstellbarkeit und erhöhter Korrosionsbeständigkeit als Stahlguss. Mit diesem Werkstoff lassen sich großformatige Knotenstrukturen mit geringen, dem Kraftverlauf optimal angepassten Wanddicken gießen. Durch diese großen Gestaltungsmöglichkeiten erreichen Gussknoten wesentlich höhere Betriebsfestigkeiten als großformatige Stahl-Schweiß-Bauteile. Die vornehmlich auf mehraxiale Biegung beanspruchten Knoten werden mit kostengünstigen, dünnwandigen Betonfertigteilrohren aus hochfesten (HPC) oder ultrahochfestem Beton (UHPC) in den weniger beanspruchten Bereichen der Struktur verbunden, mit normalfestem Massenbeton ausbetoniert, zu ihrer Endposition manövriert und vor Ort ausgerichtet und abgesenkt.
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.
| Origin | Count |
|---|---|
| Bund | 114 |
| Wirtschaft | 1 |
| Type | Count |
|---|---|
| Förderprogramm | 114 |
| License | Count |
|---|---|
| offen | 114 |
| Language | Count |
|---|---|
| Deutsch | 110 |
| Englisch | 10 |
| Resource type | Count |
|---|---|
| Keine | 23 |
| Webseite | 91 |
| Topic | Count |
|---|---|
| Boden | 80 |
| Lebewesen & Lebensräume | 82 |
| Luft | 85 |
| Mensch & Umwelt | 114 |
| Wasser | 83 |
| Weitere | 114 |