Optimierung des Managements der Tragwerksintegrität für Offshore-Windenergieanlagen

Dieser Artikel enthält aktuelle Forschungsergebnisse im Bereich des überwachungsgestützten Managements der Tragwerksintegrität. Das Management der Tragwerksintegrität hat zum Ziel, die Funktionalität eines Tragwerks während des gesamten Lebenszyklus durch Einhaltung der Zielzuverlässigkeiten sicherzustellen. Ausgehend von Forschungsergebnissen über die Charakteristik von Überwachungsverfahren und -daten im Rahmen von Zuverlässigkeitsanalysen, wird ein Ansatz vorgestellt, wie die erwarteten Kosten für das Management der Tragwerksintegrität durch Überwachungsverfahren optimiert werden können. Dazu wird eine Kosten-Nutzen-Analyse für den Lebenszyklus einer Gründungstruktur von Offshore-Windenergieanlagen durchgeführt. Im Rahmen der Bayes'schen Entscheidungstheorie werden durch eine Prä-posteriori-Entscheidungsanalyse die optimalen Entscheidungsparameter für den Entwurf eines Überwachungssystems bestimmt. Als Fallstudie wird ein Überwachungssystem für die Gründungsstruktur eines Multibrid-M5000-Prototyps konzipiert und die mögliche Reduktion der Risiken und erwarteten Betriebskosten quantifiziert.

Optimisation of the structural integrity management for offshore wind turbines
This paper contains recent research results in the field of monitoring supported structural integrity management. The structural integrity management aims at ensuring the functioning of a structure throughout the life cycle by compliance with the target reliabilities. Building upon research results concerning the characteristics of monitoring techniques and data within the framework of reliability analyses, an approach is introduced for the optimisation of the expected structural integrity management costs by monitoring information. For this aim, a life cycle cost benefit analysis for offshore wind turbine support structures is formulated. The optimal monitoring decision parameters are then assessed utilizing the Bayesian pre-posterior decision theory. As a case study a monitoring system for a Multibrid M5000 offshore wind turbine prototype support structure is designed and possible reductions of the risks and expected costs are quantified.