Interview mit Prof. Dr.-Ing. Peter Schaumann, ForWind, Leibniz Universität Hannover, Institut für Stahlbau im Windmesse Newsletter

Windmesse.de: Herr Prof. Schaumann, aktuell befassen Sie sich mit Grout-Verbindungen in Offshore-Windenergieanlagen (OWEA). Wo genau kommen diese Verbindungen zum Einsatz?

Prof. Schaumann: Ja, im Rahmen von Forschungsvorhaben an zwei Instituten der Leibniz Universität Hannover sind zahlreiche Untersuchungen zum Trag- und Ermüdungsverhalten axial und biegebeanspruchter Grout-Verbindungen durchgeführt worden. Als Rohr-in-Rohr-Steckverbindungen werden Grout-Verbindungen in verschiedenen Gründungsstrukturen von OWEA genutzt. Sie werden zwischen den Gründungs- und Turmstrukturen von OWEA eingesetzt.

Windmesse.de: Und seit wann?

Prof. Schaumann: Die seit Beginn der 90er Jahre installierten OWEA mit Monopile-Gründung verfügen über diese hybride Verbindungskonstruktion, bei der Stahlzylinder mit glatter Mantelfläche übereinander gefädelt werden und der Zwischenraum mit hochfesten Feinkornmörteln vergossen wird.

Windmesse.de: Welche Fragestellung ergibt sich aus aktuellem Anlass?

Prof. Schaumann: Bei standardmäßigen Wartungsintervallen wurden an Rohr-in-Rohr-Steckverbindungen in Monopiles in Dänemark, Großbritannien und den Niederlanden vertikale Verschiebungen festgestellt, die auf ein Versagen des Haftverbunds zwischen Stahl und Füllmaterial schließen lassen.

Windmesse.de: Was heißt das für die Offshore-Branche?

Prof. Schaumann: Konkrete Lösungen sind notwendig, die einerseits die Grout-Verbindung verbessern und andererseits Reparaturmaßnahmen für die betroffenen OWEA-Strukturen vorsehen. Nur so kann ein Serien-fehler von der Zukunftsbranche Offshore-Windenergie abgewendet werden. Allein für die in Großbritannien in Betrieb befindlichen OWEA mit Monopile beziffern Experten die Reparaturkosten auf mehrere Mio. Pfund. Und die Besorgnis bezüglich anderer gebauter oder ge-planter Anlagen ist zu Recht groß. Ein Reparatureingriff in eine be-stehende Tragstruktur bedeutet weiterhin die Veränderung eines Sys-tems. Im ungünstigsten Fall kann die Instandsetzung weitere unge-plante Folgen nach sich ziehen und dadurch das System negativ be-einflussen.

Windmesse.de: Welche Optimierungsmöglichkeiten sehen Sie zur Vermeidung durchrutschender Grout-Verbindungen?

Prof. Schaumann: Das Trag- und Ermüdungsverhalten von Grout-Verbindungen wird signifikant von der dominierenden Beanspruchungsart beeinflusst. Klärungsbedarf besteht bei der Beschreibung des axialen Trag- und Ermüdungsverhaltens glatter Rohr-in-Rohr-Verbindungen. Um unplanmäßige Verschiebungen zukünftig zu vermeiden, ist eine gezielte Axialtragfähigkeitssteigerung zwingend erforderlich. Diskutiert werden Änderungen der Konstruktionsart von Einbauteilen zur Steigerung der Tragfähigkeit. Mit Blick auf zukünftige Konstruktionen können beispielsweise mechanische Schubrippen die Tragfähigkeit von Grout-Verbindungen positiv beeinflussen. Diese und weitere Erkenntnisse sind auch Thema des zweitägigen Fachseminars "Offshore-Windenergie - Design und Installation von Tragstrukturen in der Nordsee" am 7. und 8. September 2011 in Bremerhaven. In diesem Fachforum stellen die Kollegen Prof. Dr.-Ing. Ludger Lohaus und Dipl.-Ing. Stephan Lochte-Holtgreven nebst mir die gemeinsamen Untersuchungen zu dem Tragverhalten, der Instandsetzung und der Optimierung von Grout-Verbindungen vor. Dabei bin ich insbesondere auf den Austausch mit den Teilnehmenden über die Herausforderungen in der Offshore-Windenergie sowie die Erfahrungsberichte schon sehr gespannt.

Vielen Dank, Herr Prof. Schaumann!