Probabilistische Sicherheitsbewertung von Offshore-Windenergieanlagen

Offshore-Windenergieanlagen (OWEA) spielen eine zentrale Rolle bei der regenerativen Energieerzeugung. Aktuell ist daher ein massiver Ausbau der Offshore-Windenergie zu beobachten, welcher voraussichtlich die nächsten Jahrzehnte anhalten wird. Die Zuverlässigkeit der einzelnen Anlagen unter den auf See herrschenden Umgebungsbedingungen ist nicht bekannt. In derzeitigen Regelwerken werden für die Dimensionierung der Tragstrukturen und Anlagenteile von OWEA Sicherheitselemente angesetzt, die den Hochbaunormen und Regelungen für Windenergieanlagen an Land entnommen werden. Da sie nicht an die spezifischen Offshore-Bedingungen angepasst sind, sind zum einen Sicherheitsdefizite und zum anderen wirtschaftliche Optimierungsmöglichkeiten der Tragstruktur zu erwarten.

Ziel dieses Forschungsprojekts ist die genauere Erfassung der Zuverlässigkeit von OWEA. Um quantifizierte Aussagen zur Zuverlässigkeit treffen zu können, müssen zunächst Einwirkungen und Widerstände mit ihren natürlichen Streuungen erfasst werden. Anschließend können mit probabilistischen Methoden wie z.B. FORM (First Order Reliability Method) oder ARSM (Adaptiv Response Surface Method) unter Berück-sichtigung der stochastischen Verteilungen der Eingangsparameter Versagenswahrscheinlichkeiten bestimmt werden. Die Zuverlässigkeit stellt dabei ein umgerechnetes Maß für die Versagenswahrscheinlichkeit dar. Sind die Versagenswahrscheinlichkeiten bekannt, können bestehende Sicherheitsbeiwerte validiert bzw. neue Sicherheitsbeiwerte abgeleitet werden.

Das Verbundforschungsprojekt, an dem elf Institute der Fakultäten für Bauingenieurwesen, Maschinenbau und Elektrotechnik an der Leibniz Universität Hannover beteiligt sind, wird im Auftrag des Ministeriums für Wissenschaft und Kultur des Landes Niedersachsen bearbeitet. Das Institut für Massivbau koordiniert das Verbundprojekt und ist darüber hinaus an den Teilprojekten zur Sicherheit und zu der Gründung und dem Tragwerk von OWEA beteiligt.

Weitere Informationen zu den Inhalten der einzelnen Teilprojekte und zu den beteiligten Instituten sind unter www.psb.uni-hannover.de abgelegt.

Forschungspartner:
Alle Projektpartner sind Mitglieder von ForWind und gehören zur Leibniz-Universität Hannover:

• Institut für Massivbau (Projektkoordination)

• Fakultät für Bauingenieurwesen und Geodäsie

• Fakultät für Maschinenbau

• Fakultät für Elektrotechnik und Informatik