Fundamentmesssystem für WEA

Fundamente von Windenergieanlagen müssen in ihrer mindestens 20-jährigen Betriebszeit hohen Belastungen standhalten. Durch den Wind an den Rotoren wirkt der Turm wie ein langer Hebel auf das Fundament ein. Über einen Ankerkorb oder ein Einbauteil werden diese Belastungen von der Stahlkonstruktion des Turms ins Fundament geleitet. Funktioniert das nicht, entstehen Schäden im Fuße der Windenergieanlage. „Zu den typischen Schadensbildungen gehören Risse, schollenartige Abplatzungen, Auswaschungen, Weichschichtenabtragungen oder Korrosion an Bewehrungen, die entweder im Turmkeller oder außen im Fundament auftreten“, weiß Kai Mahnert, Technisches Management bei der wpd windmanager GmbH & Co. KG. „Derartige Beschädigungen sind Anzeichen für eine Gefährdung der Standfestigkeit. Werden diese nicht rechtzeitig überprüft, steigen die Sanierungskosten enorm.“

Turm in Schwingung versetzen

Um die Standsicherheit von Windenergieanlagen zu gewährleisten und Schadensbildungen bereits frühzeitig entgegenzuwirken, hat die wpd windmanager GmbH & Co. KG ein eigenes Fundamentmesssystem entwickelt. Mit diesem Verfahren prüft das Bremer Unternehmen die Vertikalbewegungen einer Anlage. Am Fundamenteinbauteil werden dafür spezielle Sensoren an unterschiedlichen Messpunkten angebracht und der Turm in Schwingung versetzt. „Bei der Messung betreiben wir die Anlage mit einer Generatorendrehzahl von 1.600 Umdrehungen pro Minute“, verdeutlicht Mahnert. „Dann drehen wir die Rotorblätter mit der Blattkante zur Windrichtung und bringen die Anlage so zum Stillstand.“

Auslenkungen und Maßnahmen

Die vertikale Gesamtauslenkung misst wpd windmanager in Millimeter. Die Messwerte geben Aufschluss über den Zustand und die notwendigen Maßnahmen. Eine Schwingung bis zu 1 Millimeter gilt als unproblematisch. „Das Fundament wirkt intakt. Vorhandene Rissbildungen deuten allerdings auf ein Voranschreiten des Schadensbildes hin“, so Mahnert. Neben einem jährlichen Messturnus empfiehlt sich hierbei eine Abdichtung des Fundaments, um eindringendes Oberflächenwasser zu vermeiden. Auslenkungen von 1 bis 2 Millimeter erfordern einen kürzer getakteten Begutachtungsrhythmus. „Häufig hat sich die Verbindung von Lasteinleitungsflansch und Betonfundament hier bereits gelockert. Wir legen Kunden in diesem Fall nahe, die Anlage und die Schadensbildungen halbjährlich zu beobachten“, erklärt Mahnert. Bei Werten über 2 Millimetern liegt dagegen ein Gefährdungspotenzial vor und der Anlagenhersteller oder das zuständige Serviceunternehmen muss umgehend informiert werden, um ein entsprechendes Sanierungskonzept zu entwickeln.

Mobile Schaltstation für Sanierung

Neben der Dokumentation von Rissbildungen – der sogenannten Rissaufnahme – und der Schwingungsmessung unterstützt wpd windmanager Anlagenbetreiber auch während der Sanierungsphase. „Ist eine Sanierung des Fundaments notwendig, überprüfen unsere Bauingenieure das umzusetzende Sanierungsverfahren und begleiten die Durchführung“, beschreibt Mahnert. Das gilt auch für den Netzanschluss: Muss eine Anlage aufgrund einer Fundamentsanierung freigeschaltet werden, verlieren die nachgelagerten Anlagen gegebenenfalls ihre Anbindung. Durch mobile Schaltstationen sorgt das Bremer Unternehmen hier für einen schnellen Weiterbetrieb und minimiert Ertragsausfälle des Windparks.