Condition Monitoring für WEA-Fundamente

Fundamente von Windenergieanlagen sind erheblichen Belastungen ausgesetzt, denen sie nicht immer dauerhaft standhalten. In den letzten Jahren gab es hin und wieder Fälle, die eine mehr oder weniger umfangreiche Fundamentsanierung erforderlich machten. Am Anfang steht aber immer die Feststellung des tatsächlichen Zustands. Direkte Untersuchungsmethoden sind mit erheblichem Aufwand verbunden. Wesentlich einfacher ist die Nutzung eines indirekten Verfahrens, nämlich die Analyse der Bewegung zwischen Fundamenteinbauteil und Fundament.

Beton und Fundamenteinbauteil befinden sich normalerweise im Formschluss. Ob dies tatsächlich der Fall ist, lässt sich am einfachsten überprüfen, wenn man die maximal mögliche Bewegung zwischen beiden an zugänglicher Stelle misst. Hierbei kommen Wegsensoren zum Einsatz.

Die Digitalisierung der Messdaten kann mit mobiler Messtechnik oder mit einem Online-System erfolgen. Mit dem mobilen System der GfM, dem PeakStore5, können die Daten mehrkanalig erfasst werden. Für eine Permanentüberwachung bietet sich das Online Condition Monitoring System der GfM, der Peakanalyzer, an.

Zum Provozieren von Bewegung zwischen Fundament und Einbauteil kann man das An- und Abfahren einer Windenergieanlage nutzen. Erfahrungsgemäß treten dabei hinreichend hohe und somit repräsentative Belastungen auf, die entsprechende Bewegungen zwischen Fundament und Fundamenteinbauteil erzeugen. Für alle Anlagenkomponenten wesentlich verträglicher ist jedoch die Nutzung des Normalbetriebs der Anlage. Das funktioniert, wenn ein entsprechend langer Messzeitraum vorgesehen wird, beispielsweise mit einem permanent installierten System.

Visualisierung der Fundamentbewegung an zwei gegenüberliegenden Punkten (Bild: GfM)

Zur Bewertung der Messdaten ist die Distanz zwischen Messpunkt und Lasteinleitungspunkt des Fundamenteinbauteils in das Fundament relevant. Die elastische Dehnung des Stahls muss als unkritisch angesehen werden. Darüber hinausgehende Bewegungen gelten als möglicher Schadensindikator. Dazu findet man Empfehlungen von Fachleuten.

Zusätzlich kann die Asymmetrie der Bewegung auf den jeweils gegenüberliegenden Seiten als Schädigungshinweis interpretiert werden. Das Bild zeigt ein Beispiel dafür.

Die GfM bietet die Analyse der Fundamentbewegung als Komplettservice an. Alternativ liefert die GfM die Systeme für diese Messungen.