M.Sc. Jonas Kappel

 Wissenschaftlicher Mitarbeiter

Forschungsprojekt:

„In-Situ-WIND“ – In-situ-Monitoring von Grouted Joints bei Offshore-Windenergieanlagen

Teilvorhaben: Schwingungsbasiertes Monitoring von Groutverbindungen und Verfahrenssynthese

Hauptziel des Projektes ist die Entwicklung eines Monitoring-Systems für die Schadensüberwachung von Groutverbindungen in Offshore-Windenergieanlagen (OWEA). Für die Systementwicklung werden zwei unterschiedliche Ansätze verfolgt, die einerseits auf Radar- und andererseits auf Schwingungstechnik basieren.

Aktuelle Verfahren zur Zustandsüberwachung von Groutverbindungen in OWEA basieren vornehmlich auf dem Monitoring der Strukturschwingung und der statischen Struktureigenschaften im Grout-Bereich. Änderungen im Schwingungsverhalten von OWEA sind aber nicht zwangsläufig auf Groutschäden zurückzuführen, vielmehr werden diese eher durch veränderliche Betriebsparameter (Environmental and Operational Conditions, EOC) und Auskolkung des Fundaments verursacht. Ein für die Struktursicherheit relevanter Groutschaden lässt sich somit, ohne Berücksichtigung der EOC-Effekte auf das Schwingungsverhalten oder auf die Schadensindikatoren, i.d.R. nicht detektieren.

Die Schwerpunkte der Arbeitspakete der Universität Siegen liegen in der Entwicklung von Algorithmen zur Kompensation von EOC-Effekten auf die existierenden Schadensmerkmale, sowie auf der Erarbeitung von neuen Schadensdetektions-Ansätzen mit Indikatoren, die sensitiv gegenüber Groutveränderungen und insensitiv gegenüber Änderungen in dem Belastungs- und Betriebszustand der Anlage sind.

Für die Algorithmenentwicklung ist eine breite Datenbasis, aufgenommen unter realen Offshore-Bedingungen eminent wichtig, weshalb die Instrumentierung einer OWEA frühzeitig erforderlich ist.

Neben den erwähnten Schwerpunkten liegt der Fokus auch auf der Entwicklung eines Konzeptes, das erstmalig die Vorteile von globalen Methoden, basierend auf Schwingungsüberwachung, mit den Vorteilen von lokalen Methoden, basierend auf Radartechnik, zu einer innovativen Verfahrenssynthese vereint. Die Methoden-Synthese sowie weitere neue Methoden werden unter Laborbedingungen entwickelt und unter realen Bedingungen In-Situ getestet und optimiert.