Entwicklung eines Messsystems für die Ermittlung von Turmschwingungen stehend transportierter WEA-Türme via Schiff bis zur Anwendungsreife

Abstract

Diese Bachelorarbeit behandelt die Auswahl und projektspezifische Entwicklung eines Messsystems zur Überwachung von Schwingungen von stehend auf See transportierten Windenergieanlagentürmen. Die Überwachung der Turmschwingungen ist notwendig, da die stehenden Türme durch den Wind, den Seegang und andere Einflüsse angeregt werden. Diese Anregungen können dazu führen, dass die Türme in ihrer Eigenfrequenz schwingen und dadurch strukturell stark ge-schädigt werden. Alle entstehenden Schwingungen beeinflussen die Türme, so dass die dadurch entstehenden Belastungen in den Lebensdauerbetrachtungen der Türme zu be-rücksichtigen sind. Auf Basis der Anforderungen des Auftraggebers an das Messsystem werden die benötigten Komponenten ausgewählt und spezifiziert. Hierbei muss sichergestellt werden, dass das in kurzer Zeit entworfene System die gewünschten Daten liefert. Das Messsystem soll die Schwingungen des Turms mit Hilfe eines Datenloggers und Be-schleunigungssensoren in drei Richtungen in Form von Zeitreihen aufnehmen. Die Zeitreihen ermöglichen eine genaue Betrachtung des Ablaufs, der bis zu 14 Tage dauern kann. Die entwickelten Messsysteme sollen die Überfahrten mehrerer Türme in einem Zeitraum von fünf Monaten überwachen. Aus den Beschleunigungswerten werden anschließend die Frequenzen und Auslenkungen der Schwingungen berechnet. Hierbei werden die von dem Auftraggeber festgelegten Zu-stände untersucht, anhand derer die Belastung auf den Turm durch den Wind und den Transport auf See bestimmt werden kann. Der Turm sollte während des Transports mit einer Frequenz schwingen, die unter 0,9 Hz liegt. Das entwickelte Messsystem erfüllt die genannten Anforderungen und nimmt die Zeitreihen vollständig auf, so dass kritische Zustände ausfindig gemacht werden können. Die aufge-nommenen Beschleunigungswerte sind plausibel und können in die Frequenzen und Aus-lenkungen umgerechnet werden. Die Auswertungen der aus den Beschleunigungen bestimmten Frequenzen zeigen, dass die Türme während der gesamten Messdauer nicht mit der Eigenfrequenz schwingen, eine Resonanzkatastrophe ist nicht hervorgerufen worden. Bei den durchgeführten Transporten unterschritten die dauerhaften Schwingungen die erwar-teten Werte. Extremlasten wurden während der gesamten Messdauer nicht hervorgerufen.