Stahlfachwerk verbindet Betonteile 17.04.2013, 12:42 Uhr

Leistungsfähigere Windkraftanlagen dank höherer Hybridtürme

Die Leistungsfähigkeit von Windkraftanlagen kann künftig gesteigert werden, wenn Hybridtürme noch höher als bisher gebaut werden. Wissenschaftler der TU Mittelhessen haben dafür eine neue Konstruktionstechnik entwickelt: Sie ersetzen Betonteile durch Stahlfachwerk.

Der Betonbau des neuen Hybridturmes besteht aus Stahlbetonfertigteilen, die durch Stahlfachwerk verbunden sind.

Der Betonbau des neuen Hybridturmes besteht aus Stahlbetonfertigteilen, die durch Stahlfachwerk verbunden sind.

Foto: Technische Hochschule Mittelhessen

Professor Jens Minnert und sein Team von der Technischen Hochschule Mittelhessen in Gießen arbeiten gemeinsam mit dem Oberhessischen Spannbetonwerk in Nidda an dem Projekt. Um höhere Hybridtürme bauen zu können, ersetzen sie die Eckelemente, die sonst aus konisch nach oben schmaler werdenden Betonteilen bestehen, durch ein Stahlfachwerk. „Es dient zur Aussteifung des Turms und zur Verbindung der Eckelemente.

Zwischen den einzelnen Turmstücken wird jeweils ein horizontaler Stahlring zur Stabilisierung und Verbindung angebracht. Er erleichtert die Montage der darüber liegenden Turmsegmente erheblich, da Herstellungstoleranzen leichter ausgeglichen werden können. Außerdem leistet er einen entscheidenden Beitrag zur Stabilität des Turms“, erläutert Minnert. Auch auf die Betonfugen wirkt sich die neue Konstruktion positiv aus: Sie zeigen weniger Ermüdungserscheinungen. Minnert: „Mit der Entwicklung dieses Hybridturms wird ein weiteres Anwendungsfeld von Verbundbauteilen aus Stahl und Beton erschlossen.“ Der neue Hybridturm ist zum Patent angemeldet.

Serienmäßige kostengünstige Herstellung möglich

Mit Betonkonstruktionen aus Fertigbauteilen können sehr hohe Windkraftanlagen gebaut werden, ohne dass Transportprobleme entstehen. Vorhandene Schwachstellen wollen die hessischen Forscher reduzieren: So soll die Verbindung der Betonfertigteile untereinander verbessert sowie der Materialbedarf verringert werden. Möglich wird dies durch Stahlfachwerk. Die Stahlbetonfertigteile können mit nur einer einzigen Schalungsform serienmäßig günstig hergestellt werden. Mit der neuen Konstruktionsart lassen sich Material und Arbeit sparen, betont Minnert.

Die Wirtschaftlichkeit von Windkraftanlagen im Binnenland hängt von der Höhe der Türme ab. Der Stromertrag einer Anlage steigt um 0,8 Prozent pro Meter an. Heutige Windkraftanlagen sind hundert Meter hoch, einige sogar noch höher. Freitragende Stahlrohrtürme waren in der Vergangenheit Standard. Man kann sie allerdings nicht beliebig aufstocken. Denn auf der Straße können nur Rohre mit maximal vier Metern Durchmesser transportiert werden, was die Tragfähigkeit des gesamten Turms begrenzt. Betonkonstruktionen aus Fertigbauteilen sind eine kostengünstige Alternative. Mit ihnen lassen sich ohne Transportprobleme sehr hohe Türme bauen.

Stellenangebote im Bereich Energie & Umwelt

Energie & Umwelt Jobs
FERCHAU GmbH-Firmenlogo
Projektingenieur Verfahrenstechnik / Anlagenbau (m/w/d) FERCHAU GmbH
Dortmund Zum Job 
TÜV NORD GROUP-Firmenlogo
Sachverständige:r im Bereich Anlagensicherheit Immissionsschutz und Störfallvorsorge TÜV NORD GROUP
Hamburg, bundesweit Zum Job 
Berliner Stadtreinigung (BSR)-Firmenlogo
Gruppenleiter:innen für Projektsteuerung und Projektleitung Anlagenbau (w/m/d) Berliner Stadtreinigung (BSR)
THOST Projektmanagement GmbH-Firmenlogo
Projektmanager*in/ Projektmitarbeiter*in (m/w/d) Flächenmanagement THOST Projektmanagement GmbH
Dresden, Berlin, Leipzig, Hamburg Zum Job 
3M Deutschland GmbH-Firmenlogo
Senior Research Product Development Engineer (R&D) - Electrical Markets (m/f/*) 3M Deutschland GmbH
Technische Universität Darmstadt-Firmenlogo
Universitätsprofessur für Energieprozesstechnik (W3) Technische Universität Darmstadt
Darmstadt Zum Job 
Wirtschaftsbetrieb Hagen AöR-Firmenlogo
Werkstudent*in Siedlungswasserwirtschaft (w/m/d) Wirtschaftsbetrieb Hagen AöR
Dr. Born - Dr. Ermel GmbH-Firmenlogo
Projektleiter Ingenieur Abwasserbehandlung (m/w/d) Dr. Born - Dr. Ermel GmbH
Frankfurt am Main Zum Job 
Stadtwerke Augsburg Holding GmbH-Firmenlogo
Technischer Revisor (m/w/d) Schwerpunkt Prozessprüfung im Bereich Versorgung und ÖPNV Stadtwerke Augsburg Holding GmbH
Augsburg Zum Job 
Stadtwerke Esslingen am Neckar GmbH & Co. KG-Firmenlogo
Projektingenieur Wärme- und Kältetechnische Projekte (w/m/d) Stadtwerke Esslingen am Neckar GmbH & Co. KG
Esslingen am Neckar Zum Job 
Die Autobahn GmbH des Bundes-Firmenlogo
Ingenieur (w/m/d) Schwerpunkt Abfall- und Bodenmanagement Die Autobahn GmbH des Bundes
Stadtwerke Essen-Firmenlogo
Ingenieur/Techniker (gn) für Kanal- und Entwässerungsplanung Stadtwerke Essen
Fachhochschule Südwestfalen-Firmenlogo
Budde-Stiftungsprofessur für Erneuerbare Energien, insbesondere Wasserstoff Fachhochschule Südwestfalen
Iserlohn Zum Job 
TransnetBW GmbH-Firmenlogo
Ingenieur (m/w/d) Leittechnik TransnetBW GmbH
Wendlingen am Neckar, Bruchsal Zum Job 
TransnetBW GmbH-Firmenlogo
Ingenieur Asset Management (m/w/d) TransnetBW GmbH
Stuttgart Zum Job 
Eproplan GmbH Beratende Ingenieure-Firmenlogo
Projektleiter*in (m/w/d) Versorgungstechnik im Bereich der technischen Gebäudeausrüstung (HLSK) Eproplan GmbH Beratende Ingenieure
Stuttgart Zum Job 
Eproplan GmbH Beratende Ingenieure-Firmenlogo
Projektleiter*in Energiekonzepte und Energieeffizienz Eproplan GmbH Beratende Ingenieure
Stuttgart Zum Job 
Eproplan GmbH Beratende Ingenieure-Firmenlogo
Projektleiter*in Elektrotechnik (m/w/d) Schwerpunkt Elektro- und Leittechnik Eproplan GmbH Beratende Ingenieure
Stuttgart Zum Job 
THOST Projektmanagement GmbH-Firmenlogo
Ingenieur*in (m/w/d) im Projektmanagement Bereich Energietechnik / Elektrotechnik THOST Projektmanagement GmbH
Göttingen, Bremen, Lübeck, Kiel, Leipzig, Hamburg, Heide, Pforzheim Zum Job 
Wirtschaftsbetrieb Hagen AöR-Firmenlogo
Bauingenieur*in Siedlungswasserwirtschaft - Grundstücksentwässerung (w/m/d) Wirtschaftsbetrieb Hagen AöR

In letzter Zeit kommen vermehrt Hybridtürme zum Einsatz. Dabei wird auf einen Betonbau ein Stahlrohrturm aufgesetzt. Schwachstellen der aktuellen Modelle wie hoher Materialbedarf werden durch den Einsatz des Stahlfachwerks künftig behoben.

Nach Abschluss der Entwicklungsphase will Minnert veranlassen, dass ein Prüfamt für Baustatik eine Typenprüfung vornimmt. Danach  könnten die neuen Hybridtürme an unterschiedlichen Stellen gebaut werden, ohne dass jeweils ein separates Genehmigungsverfahren durchgeführt werden müsste. Das zweijährige Forschungsvorhaben umfasst ein Gesamtvolumen von 560 000 Euro. Die hessische „Landes-Offensive zur Entwicklung Wissenschaftlich-ökonomischer Exzellenz“ (LOEWE) unterstützt das Projekt.

 

Ein Beitrag von:

  • Petra Funk

Themen im Artikel

Zu unseren Newslettern anmelden

Das Wichtigste immer im Blick: Mit unseren beiden Newslettern verpassen Sie keine News mehr aus der schönen neuen Technikwelt und erhalten Karrieretipps rund um Jobsuche & Bewerbung. Sie begeistert ein Thema mehr als das andere? Dann wählen Sie einfach Ihren kostenfreien Favoriten.