Turm-Entwicklung Windenergie

Wir wollen hoch hinaus!

Mit steigender GrĂ¶ĂŸe moderner Windenergieanlagen wird der Turm zu einem immer bedeutenderen Einflussfaktor auf die Kosten der Anlage. Gleichzeitig werden durch moderne Anlagenkonzepte enorme Anforderungen an die Turm-Entwicklung in der Windenergie gestellt. Wie kann man diese Anforderungen erfĂŒllen und gleichzeitig die Kosten fĂŒr den Turm weiter senken? Wir haben in unserer gesamten Firmengeschichte die Turm-Entwicklung fĂŒr alle denkbaren Konzepte begleitet und sind immer wieder gefragt, kreative Lösungen zu finden und neue Wege zu beschreiten. Deshalb können unsere Kunden heute von unserem großen Erfahrungsschatz profitieren.

Welche Vorteile bieten wir Ihnen?

  • Entwicklung von allen Turmvarianten von der Vorauslegung bis zur Zertifizierung
  • innovative konstruktive Lösungen zur Optimierung von Turmkonzepten, um Kosten zu senken
  • Auswahl der richtigen Turmvariante fĂŒr die Anlage und den Standort, z. B. Stahlrohr-, Fachwerk- oder BetontĂŒrme, HybridtĂŒrme und viele mehr
  • Anwendung moderner Entwicklungsmethoden aus dem Stahl-, Beton- und Maschinenbau
  • wir verstehen die gesamte Windenergieanlage, beherrschen auch die Lastsimulation und können passende Regelungsstrategien fĂŒr jedes Turmkonzept finden
  • die Planung des Fundaments und der Schnittstelle zum Turm liefern wir gerne mit
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Nico Göbel

Wind Towers & Foundations

+49 (0) 201 83 916 140

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Michael Böttger

Wind Towers & Foundations

+49 (0) 201 83 916 140

Stahlrohrturm

Weltmeister im Leichtgewicht

Ein Stahlrohrturm muss viel leisten: er muss betriebsfest sein, er darf unter Extrembeanspruchung nicht beulen, und er muss mit seinem Schwingverhalten zu den restlichen Anlagenkomponenten passen. Wir haben fĂŒr jede dieser Herausforderungen innovative LösungsansĂ€tze entwickelt, die es uns ermöglichen, fĂŒr alle Anlagen und jeden Standort den optimalen Turm zu finden.

Welche Vorteile bieten wir Ihnen?

  • Auslegung und Konstruktion von StahlrohrtĂŒrmen (auch fĂŒr HybridtĂŒrme)
  • Sicherstellen eines reibungsfreien Zertifizierungsprozesses, egal wo auf der Welt
  • Anwendung modernster Nachweisverfahren, um die Potenziale der Struktur optimal zu nutzen
  • kluge konstruktive Lösungen fĂŒr eine hohe ErmĂŒdungsfestigkeit
  • interdisziplinĂ€re Lösungsfindung fĂŒr hohe TĂŒrme durch Simulation, Regelungsstrategie oder Anwendung von Schwingungstilgern
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Nico Göbel

Wind Towers & Foundations

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Fachwerkturm

Besser als sein Ruf

FachwerktĂŒrme sind nicht weit verbreitet, aber eine gute Lösung fĂŒr Windenergieanlagen mit großen Nabenhöhen und besonderen logistischen Rahmenbedingungen. GegenĂŒber dem Stahlrohrturm sind bei großen Nabenhöhen betrĂ€chtliche Einsparungen in der Stahlmasse möglich. Gleichzeitig lĂ€sst sich die aufgelöste Struktur einfach transportieren und die Verwendung von Standard-Stahlprofilen ermöglicht eine leichte Beschaffung ĂŒberall auf der Welt. Wir sorgen außerdem dafĂŒr, dass alle Verbindungen zuverlĂ€ssig und möglichst wartungsarm sind. Gelöste Schrauben gibt es an unseren TĂŒrmen nicht.

FachwerktĂŒrme sind aber nicht nur gefragt, um Rotoren von Windenergieanlagen zu tragen. Auch Radar- oder Sendeanlagen bringen wir so in große Höhen.

Welche Vorteile bieten wir Ihnen?

  • Konstruktion und Bemessung von FachwerktĂŒrmen fĂŒr Windenergieanlagen oder andere Anwendungen
  • innovative konstruktive Lösungen und Nachweiskonzepte fĂŒr wirtschaftliche Turmkonstruktionen
  • ZuverlĂ€ssige Konstruktion der Verbindungen (z. B. Schraubverbindungen)
  • BerĂŒcksichtigung der exakten Struktur in der Simulation der Windenergieanlage
  • im Feld erprobte Lösungen, die wir sicher durch die Zertifizierung bringen
  • Beratung fĂŒr das Wartungskonzept

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Christian Elberg

Civil Engineering

+49 (0) 201 83 916 129

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Betonturm

Schnelligkeit ist der SchlĂŒssel zum Erfolg

BetontĂŒrme bieten oft logistische Vorteile gegenĂŒber StahlrohrtĂŒrmen. Es lassen sich große Turmdurchmesser realisieren, da diese nicht durch TransportbeschrĂ€nkungen limitiert werden, wenn der Turm auf der Baustelle StĂŒck fĂŒr StĂŒck errichtet wird. Ein wesentlicher Kostenfaktor ist hierbei aber die Zeit, die auf der Baustelle fĂŒr die Montage der Segmente und die Errichtung des Turms benötigt wird. Durch die Verwendung kluger Verbindungskonzepte fĂŒr die einzelnen Elemente können wir die Zeit auf der Baustelle minimieren. Außerdem kommen alle Vorteile, die wir bei der Konstruktion von StahlrohrtĂŒrmen bieten, bei der oberen Stahlsektion voll zum Tragen.

Welche Vorteile bieten wir Ihnen?

  • Konstruktion und Bemessung von BetontĂŒrmen und BetonhybridtĂŒrmen
  • innovative Errichtungskonzepte, um die Bauzeit zu minimieren
  • die gesamte AusfĂŒhrungsplanung, also Schal- und BewehrungsplĂ€ne sowie Spezifikationen zu Transport, Handling und Errichtung
  • Fertigungsbegleitung
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Michael Böttger

Wind Towers & Foundations

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Einbauten

Von wegen Secondary Steel!

Die Turmeinbauten sind die heimlichen Stars in der Turmentwicklung. Die grĂ¶ĂŸten Erfolge in der Auslegung der Turmstruktur sind ineffektiv, wenn die Anbindung der Turmeinbauten der maßgebende Faktor in der ErmĂŒdungsfestigkeit der Struktur bleibt.

Turmeinbauten mĂŒssen oft große statische Lasten tragen können und gleichzeitig mit dem Rest der Turmstruktur harmonieren. Wir bieten fĂŒr unsere Kunden deshalb nicht nur die Konstruktion und Berechnung von Turmeinbauten an, sondern finden stimmige Gesamtkonzepte fĂŒr die gesamte Turmkonstruktion.

Welche Vorteile bieten wir Ihnen?

  • kluge konstruktive Lösungen fĂŒr AnschlĂŒsse an die Hauptstruktur des Turms, die eine hohe ErmĂŒdungsfestigkeit garantieren (Kerbfall 90 oder besser)
  • Konstruktion und statische Berechnung aller Turmeinbauten, z. B. Plattformen, Leiterwege, Kranbalken, Kabelhalter oder Außentreppen
  • Optimierung von bestehenden Konstruktionen
  • wir bringen die Konstruktion sicher durch die Zertifizierung

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Michael Böttger

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Nico Göbel

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Turm – Dynamik

Im Einklang mit dem Gesamtsystem

Bei immer grĂ¶ĂŸeren Rotordurchmessern und Nabenhöhen moderner Windenergieanlagen ist es oft nicht mehr wirtschaftlich, den Turm steif auszulegen, also so, dass seine Eigenfrequenz ĂŒber dem Drehzahlbereich des Rotors liegt. Stattdessen lĂ€sst sich mit einer weichen Auslegung, bei der die Eigenfrequenz des Turmes innerhalb des Rotordrehzahlbereichs liegt, viel Material sparen.

DafĂŒr ist es aber erforderlich, dass die Regelung der Anlage resonante Schwingungen vermeidet. Mit der richtigen Regelungsstrategie lĂ€sst sich eine optimale Eigenfrequenz finden, bei der die ErmĂŒdungsbeanspruchungen auf den Turm minimal und die Material- und Kosteneinsparungen maximal werden.

Welche Vorteile bieten wir Ihnen?

  • Parameterstudie, um die optimale Strukturdynamik des Turms hinsichtlich ErmĂŒdungslasten zu finden
  • Anpassung der Regleralgorithmen, um Resonanzen zu vermeiden
  • Verifizierung der Regleranpassungen durch dynamische Lastsimulationen
  • Anpassung der Anlagensteuerung und Tests in Kooperation mit namhaften Partnern aus der Windenergiebranche
  • iterative Optimierung des Turms durch Lastsimulation und Strukturberechnung
  • konstruktive Lösungen zur Reduzierung von Schwingungen, z. B. durch Tilger
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Nico Göbel

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Turm – ErmĂŒdung

Durchhaltevermögen beweisen

Einer der grĂ¶ĂŸten Einflussfaktoren auf die Kosten eines Stahlrohrturms ist die ErmĂŒdungsfestigkeit der Struktur. Maßgebend sind hierbei aber nicht nur die Hauptstruktur, also die Turmwand, die Flansche, die TĂŒröffnung und die Verschraubungen, sondern vor allem auch die AnschlĂŒsse der Turmeinbauten. Durch kluge konstruktive Lösungen können wir fĂŒr die Struktur und die AnschlĂŒsse gĂŒnstige KerbfĂ€lle erzeugen, die eine hohe ErmĂŒdungsfestigkeit und damit eine kosteneffiziente Konstruktion ermöglichen.

Welche Vorteile bieten wir Ihnen?

  • konstruktive LösungsvorschlĂ€ge fĂŒr alle Konstruktionsdetails des Turms
  • state-of-the-art-Nachweisverfahren, um die optimale Konstruktion zu finden
  • unsere Lösungen werden von allen Zertifizierern akzeptiert
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Nico Göbel

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Turm – StabilitĂ€t

Die StÀrken des Materials nutzen

Neben der ErmĂŒdungsfestigkeit muss der Turm unter Extremlasten stabil sein – er darf nicht beulen. Das international anerkannte Regelwerk lĂ€sst uns viele Möglichkeiten, die StabilitĂ€t nachzuweisen. Hierbei können wir mit wenig MĂŒhe Ergebnisse erzeugen, die zu einer befriedigenden Lösung fĂŒhren. Unsere Erfahrung zeigt jedoch, dass es sich lohnt, in der Beulberechnung ins Detail zu gehen. Wir wenden die modernsten Nachweisverfahren an, und entwickeln diese mit Partnern aus Industrie und Forschung weiter. So ist es uns möglich, die wirklichen StĂ€rken des Materials zu berĂŒcksichtigen und die TragfĂ€higkeit der Konstruktion voll auszunutzen.

Welche Vorteile bieten wir Ihnen?

  • state-of-the-art-Nachweisverfahren, um die Konstruktion optimal auszunutzen
  • deutlich gĂŒnstigere Ergebnisse, als herkömmliche Verfahren liefern können
  • unsere Lösungen werden von allen Zertifizierern akzeptiert
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Nico Göbel

Wind Towers & Foundations

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PE-90

Entspannung fĂŒr die Turmwand

Anschweißteile sind eine wirtschaftliche Lösung zur Befestigung von Turmeinbauten an der Turmwand. Diese Anschweißteile beeinflussen jedoch in der Regel durch schlechte KerbfĂ€lle die ErmĂŒdungsfestigkeit der Turmwand negativ, so dass vergleichsweise höhere WandstĂ€rken erforderlich sind. Noch schlimmer: in der RealitĂ€t sind die KerbfĂ€lle oft noch schlechter, als man sie nach gĂŒltigem Regelwerk annehmen wĂŒrde.

Wir haben eine innovative aber simple konstruktive Lösung entwickelt, um Anschweißteile so zu gestalten, dass sie die Turmwand so wenig wie möglich beeinflussen. Unsere patentierte Lösung PE90 trĂ€gt den Vorteil schon im Namen: wir erreichen damit einen Kerbfall 90 oder besser fĂŒr die Turmwand. Das spart im Vergleich zu herkömmlichen Anschweißteilen mit Kerbfall 80 viele Tonnen Material im Turm.

Welche Vorteile bieten wir Ihnen?

  • verjĂŒngter Querschnitt des Anschweißteils an der Turmwand
  • die örtlich reduzierte Steifigkeit erhöht die ErmĂŒdungsfestigkeit der Turmwand
  • der Kerbfall 90 lĂ€sst sich fĂŒr verschiedene Geometrien nachweisen
  • wir finden eine optimale Anordnung von Anschweißteilen, um auch große statische Lasten aufnehmen zu können, ohne den Kerbfall zu verschlechtern
  • unser Nachweis des Kerbfalls ist zertifizierungsfĂ€hig

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Prof. Dr. Holger Lange

CEO

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Infografik: das Prinzip von PE-90

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Mögliche Konstruktionen, bei denen das Prinzip von PE-90 angewendet werden kann

Untersuchung des Einflusses von WĂ€rmebehandlung auf die SchweißnahtqualitĂ€t