Selbsterrichtende Windenergieanlage mit Nabenhöhe von 180 m

Im FOSTA-Forschungsprojekt P 1392 “Selbsterrichtende Onshore WEA mit Nabenhöhe größer 120 m - Hybridturm mit Hebevorrichtung zum Selbstaufbau” wurde eine selbsterrichtende Windenergieanlage mit Stahl-Hybridturm für Schwachwindstandorte entwickelt, welche beim Aufbau ohne den Einsatz von Spezialraupenkranen auskommt. Der Turm der Beispielanlage besteht aus einem 80 m hohen Gittermastturm mit speziellem Übergangsstück, durch welches der 100 m hohe Stahlrohrturm inkl. Gondel und Rotor mithilfe eines Litzenhubsystems in seine Endposition angehoben wird. Zur Stabilisierung des Stahlrohrturms während des Hubs kommt ein eigens entwickeltes Stabilisierungssystem zum Einsatz, welches das Turmbiegemoment über umlaufende, nachgeführte Zylinder aufnimmt. Diese sind im Übergangsstück in zwei Ebenen angeordnet und halten den Rohrturm in der Lotrechten. Entwurf und Bemessung des Stahlrohrturms, des Gittermastturms sowie des Übergangsstücks erfolgten für den Endzustand, für den Entwurf des Gittermastturms kam eine eigens entwickelte Software zum Einsatz, welche die Gittermaststruktur auf Basis probabilistischer Methoden gewichtsoptimiert. Für den Stahlrohrturm konnte gezeigt werden, dass die aus den Hydraulikzylindern einwirkenden Querlasten aufgenommen werden können. Anhand der untersuchten Beispielanlage konnte gezeigt werden, dass Errichtung und Betrieb der selbsterrichtenden Windenergieanlage ökonomisch möglich sind.

Self-erecting wind energy plant with hub height of 180 m
Within the FOSTA research project P1392 “Self-erecting onshore wind energy plants with hub heights greater than 120 m - hybrid tower with lifting device for self-erection”, a self-erecting wind energy plant with steel hybrid tower for low-wind sites was developed, which does not require the use of special crawler cranes. The tower of the example plant consists of an 80 m high lattice tower with a special transition piece, through which the 100 m high tubular steel tower including nacelle and rotor is lifted into its final position with the help of a strand lifting system. To stabilise the tubular steel tower during the lift, a specially developed stabilisation system is used, which takes up the tower bending moment via revolving, guided cylinders, which are arranged in two levels in the transition piece and keep the tubular tower in the vertical position. The design and dimensioning of the tubular steel tower, the lattice tower and the transition piece were carried out for the final state. For the optimisation of the lattice tower, a specially developed software was used, which designs a weight-optimised lattice tower structure on the basis of probabilistic methods. For the tubular steel tower, it was shown that the transverse loads acting from the hydraulic cylinders can be carried. On the basis of the investigated example plant, it could be shown that construction and operation of the self-erecting wind energy plant are economically possible.