Windenergieanlagen mit Jacket-Tragstrukturen in einem Offshore-Windpark
Quelle: Volker Schlichting/EyeEm/Getty Images
Windparks auf hoher See werden in regelmäßigen Abständen vor Ort inspiziert. Das ist aufwändig und teuer. Um die Überwachung zu optimieren, startet die Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (BAM) jetzt ein Verbundprojekt zur digitalen Erfassung der Bauwerksdaten. Ziel ist es, Reparaturen besser voraussagen und planen zu können und damit die Lebensdauer der Anlagen insgesamt zu verlängern.
Auf dem Weg zur Klimaneutralität kommt dem Ausbau der Offshore-Windenenergie eine entscheidende Rolle zu. Nach den Plänen der Bundesregierung sollen die Anlagen im Jahr 2030 20 Gigawatt ins deutsche Stromnetz einspeisen und damit ihre Leistung fast verdreifachen. Bis 2040 ist eine weitere Verdopplung auf dann 40 Gigawatt vorgesehen.
Für den sicheren und effizienten Betrieb entsprechender Anlagen sind in Zukunft intelligente Inspektions- und Instandhaltungsstrategien gefragt. Denn jede Reparatur auf hoher See ist für Betreiber mit hohen Kosten verbunden.
Bisher werden Offshore-Windenergieanlagen in regelmäßigen Abständen vor Ort überprüft, in der Regel alle vier Jahre. Dabei stehen die Schweißnähte der stählernen Kolosse im Fokus, aber auch der gesamte Korrosionsschutz, die Rotorblätter sowie die Turbine selbst.
An der BAM startet jetzt ein Verbundprojekt, das darauf zielt, die wiederkehrenden Prüfungen einfacher und zugleich effizienter zu gestalten. Die Daten der Inspektionen sollen direkt vor Ort digital erfasst werden, in Computermodelle einfließen und eine intelligente Steuerung der Überprüfungen ermöglichen.
„Die Daten sind der Schlüssel für den effizienten Betrieb und die nachhaltige Instandhaltung der Anlagen“, erklärt Matthias Baeßler von der BAM und Leiter des Verbundprojekts. „Sie sind einerseits die Grundlage für eine genaue Bewertung der Standsicherheit der Tragstrukturen und für eine vorausschauende Instandhaltung. So lassen sich notwendige Eingriffe frühzeitig erkennen, planen und größere und teurere Maßnahmen abwenden. Andererseits sollen die Daten genutzt werden, um die digitalen Modelle zu verbessern, mit denen Windenergieanlagen entworfen und künftige Schädigungen vorausberechnet werden.“
Insgesamt sollen durch die digitale Bauwerksüberwachung die Abstände zwischen den kostspieligen Inspektionen vor Ort bedarfsgerecht angepasst und die bisher üblichen Laufzeiten der Offshore-Windanlagen von 20 Jahren signifikant erhöht werden.
Die Sicherheit von Windenergie ist seit vielen Jahren ein Schwerpunkt an der BAM. Sie besitzt u.a. eine umfangreiche Expertise beim Structural Health Monitoring, der Instandhaltungsplanung und dem Datenmanagement von Offshore-Tragstrukturen.
Beteiligt an dem Verbundprojekt, das vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie gefördert wird, sind vier wichtige Institutionen: Die Hochschule für Technik und Wirtschaft Dresden besitzt umfassende Kompetenzen bei der Bewertung der Restnutzungsdauer von Stahlbrücken und bringt diese Erfahrungen jetzt in den Offshore-Bereich ein. Das Hamburger Ingenieurbüro Jörss – Blunck – Ordemann GmbH (JBO) entwickelt sichere Tragstrukturen und ist weltweit an der Planung und Prüfung von Offshore-Windparks beteiligt. Die WindMW Service GmbH aus Bremerhaven betreibt einen der ersten großen Offshore-Windparks in der Nordsee. Die MR Chemie GmbH aus Unna ist auf die zerstörungsfreie Oberflächenrissprüfung spezialisiert, die bei den regelmäßigen Inspektionen auf hoher See zum Einsatz kommt.
„Mit diesem starken Verbund vereinen wir in dem Projekt die erforderliche Expertise, um in Deutschland ein praxisgerechtes System für die digitale Überwachung von Offshore-Anlagen zu entwickeln und den Betrieb der Windparks auf hoher See noch effizienter zu machen“, erklärt Matthias Baeßler.