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.

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

Stellenangebote im Bereich Energie & Umwelt

Fraunhofer-Institut für Energiewirtschaft und Energiesystemtechnik IEE-Firmenlogo
Fraunhofer-Institut für Energiewirtschaft und Energiesystemtechnik IEE Abteilungsleiter*in für die Regelung und Dynamik von Energiesystemen Kassel
halm. elektronik gmbh-Firmenlogo
halm. elektronik gmbh Projektingenieur (m/w/d) Solarenergie-Messtechnik Frankfurt am Main
Emscher Lippe Energie GmbH-Firmenlogo
Emscher Lippe Energie GmbH Ingenieur als Teamleiter im Projektmanagement für Energiesysteme / Versorgungstechnik (m/w/d) Gelsenkirchen
WOLF GmbH-Firmenlogo
WOLF GmbH Entwicklungsingenieur (m/w/d) für Klimatechnik Mainburg
Sprecher Automation Deutschland GmbH-Firmenlogo
Sprecher Automation Deutschland GmbH Projektleiter:in Elektrotechnik (m/w/d) Raum Hamburg (Home-Office)
Huber SE-Firmenlogo
Huber SE Produktmanager (m/w/d) Mechanische Reinigung Berching (zwischen Nürnberg und Ingolstadt)
Kraftwerke Mainz-Wiesbaden AG-Firmenlogo
Kraftwerke Mainz-Wiesbaden AG Ingenieur (m/d/w) der Fachrichtung Versorgungstechnik Mainz
TotalEnergies-Firmenlogo
TotalEnergies Renewable Explorer (m/w/d) Berlin
DLR Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V.-Firmenlogo
DLR Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V. Versorgungsingenieurin oder Versorgungsingenieur (w/m/d) Fachliche Leitung des Fachgebiets Versorgungstechnik Köln
Ökotec Energiemanagement GmbH-Firmenlogo
Ökotec Energiemanagement GmbH Ingenieur/-in als Software Consultant für Energieeffizienz (w/m/d) Berlin

Alle Energie & Umwelt Jobs

Top 5 Energie

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.