Entwicklung eines wartungsfreien Gitterturmes?!!

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1 Entwicklung eines wartungsfreien Gitterturmes?!! Als Kooperation zwischen Alcoa Fastening Systems und Butzkies Stahlbau mit Unterstützung der Fraunhofer Gesellschaft IPA (Rostock) und der WTSH sowie im weiteren Projektverlauf dem Partner voestalpine

2 Der Verbinder als Schlüssel zum Erfolg Video URL:

3 Das Schliessringbolzen-System Typ Bobtail Schneller Installationsprozess (2 sec., reine Setzzeit), Volumenkontrollierter Kaltumformprozess des Schließringes Einbau auch im Bereich nicht planparalleler Flächen (bis 3 Grad) Keine Scheiben notwendig Keine speziellen Fähigkeiten des Bedienpersonals, Setzprozess wird durch Sichtprüfung kontrolliert Vibrationsfest und hohe Betriebsfestigkeit Klemmkraftverlust bei Betriebsfestigkeitsbeanspruchung weniger als 5 % Korrosivitätskategorie ISO C5 DIBt Zulassung ( Z )

4 Frei gestaltbare Eckprofile Drei-Stieler Sechs-Stieler Vier-Stieler

5 Art der erfolgten Berechnung Vorbemessung an Hand der übergebene Rohrturmlasten. Übergabe der Ersatzrohrturmquerschnitte mit Ersatzknotenmassen, vom Gittermast abgeleitet. Lastenrechnung mit Bladed, Übergabe der ermittelten Kopflasten und Eigenfrequenzabgleich Bemessung des Gitterturmes mit den neuen Kopflasten Erneute Lastenrechnung mit Bladed Prüfen der Abweichung zur vorherigen Berechnung, bei Abweichung kleiner 5 %, Abbruch der Iteration Detail- und Betriebsfestigkeitsnachweise des Turmes

6 Die Anforderung an die Berechnung aus heutiger Sicht Vollintergierte Berechnung der Lastenrechnung und Modalanalyse Berücksichtigung der Effekte nach Theorie II. Ordnung auch in der Modalanalyse Originalgetreue Abbildung des Turmes mit seinen Gelenk- und Stab-Eigenschaften

7 Auslegung des Turmes Blattfrequenzen

8 Auslegung des Turmes Eigenformen des Turmes

9 Die Anforderung an die Turbine Möglichst großer Turmdurchmesser unter dem Blatt Bei den üblichen 4,20 m (Transportmaß für Brückenunterfahrt) Rohrturmdurchmesser ist in der Regel der dreifache Materialeinsatz beim Gittermast nötig. Fachwerk lebt von der Bauhöhe Bei 6 m möglichem Rohrturmdurchmesser besteht in etwa Materialeinsatzgleichheit gegenüber einem 4,20 m Rohrturm Einige Turbinenhersteller lassen weit über 8 m Turmdurchmesser zu

10 Euro Die Möglichkeiten towercompare for XXXXXX 2.3 MW, 101 m rotordiameter , , , , , , , , , , , , , , , , ,56 tower 9 m, 99 m hubhight, excl. Fric-Loc-plate, incl. transition section, incl. price for tools 99 m, incl. foundation-setting-part, incl. foundation, earthwork, lightning-protection tower 9 m, 129 m hubhight tower 7,4 m, 99 m hubhight tower 7,4 m, 129 m hubhight tower 5,8 m, 99 m hubhight tower 5,8 m, 129 m hubhight 0,00 10,00 m 30,00 m 50,00 m 70,00 m 90,00 m 110,00 m 130,00 m 150,00 m 0,00 m 20,00 m 40,00 m 60,00 m 80,00 m 100,00 m 120,00 m 140,00 m 160,00 m Hub<- hubhight = +/- 0,00 m -> ground

11 Die Möglichkeiten trend of prices for hub-hight 99,0 m and 129,0 m for different diameters , , , , , , , , , , , ,54 hubhight: 99 m, excl. Fric-Loc-plate, incl. transition section, incl. price for tools 99 m, incl. foundation-setting-part, incl. foundation, earthwork, lightning-protection hubhight: 129 m , , , , , , towerdiameter under bladetip

12 Die Möglichkeiten tons-compare ,63 to 227,52 to 245,83 to 294,00 to 227,92 to 307,50 to 354,99 to 388,50 to towerdiameter: 9 m towerdiameter: 7,4 m towerdiameter: 5,8 m towerdiameter: 4,2 m hight 99 m hight 129 m

13 Rohrübergangstückfertigung durch Partner voestalpine

14 Rohrübergangstückfertigung durch Partner voestalpine

15 Fertigung der Gitterstruktur und Reibflächenvorbehandlung

16 Zusammenbau

17 Montage

18 Monitoring Aktuell wird ein von der WTSH (Wirtschaft und Technologie Förderung Schleswig-Holstein) gefördertes Projekt gemeinsam mit der Fraunhofer Gesellschaft IPA umgesetzt. Die Fa. Vensys hat uns Zugang zu ihrem Datenbus gegeben um die Ursache der Messwerte zu kennen Beschleunigungssensoren zur Überprüfung der mechanischen Eigenschaften Schließringbolzen mit DMS-Applikation, zur Dokumentation des Erhaltens der Vorspannkräfte DMS-Applikation, zur Verifizierung der angenommenen Querschnittsbeanspruchung

19 Der Berechnungsweg für die aktuellen Projekte ADCoS ADCoS Software Mit ADCoS steht uns ein äußerst leistungsfähiges Aeroelastik- Simulations-Tool zu Verfügung, das auf Basis der Finite-Elemente- Methode die Interaktion zwischen der Strukturbewegung und den aerodynamischen Lasten berücksichtigt. Mit Hilfe von ADCoS ist es möglich, Windenergieanlagen auf beliebigen Turmstrukturen, beispielsweise Gittertürmen oder Offshore-Windenergieanlagen auf beliebiger Bettung wie Tripods oder Jackets dynamisch zu simulieren. In ADCoS werden auch Nichtlinearitäten wie z.b. die Torsionsdynamik von Rotorblättern oder das Steifigkeitsverhalten von Offshore-Gründungsstrukturen im Meeresboden berücksichtigt.

20 Das Optimierungspotential Die Reibflächenvorbereitung als nicht unwesentlicher Kostenfaktor und hohe Qualitätsabhängigkeit vom Faktor Mensch Das Rohrübergangsstück als Kostenfaktor und Verursacher ungünstiger Transportrandbedingungen. Die Diagonalen, Entwicklung von optimierten Druckstreben aus höherfesten Stahlsorten Diese Optimierungsfelder werden bei den nächsten Türmen gemeinsam mit voestalpine abgearbeitet werden.

21 Die nächsten Türme 3 Gittertürme mit 100 m Nabenhöhe in der Nähe zu dem Standort der Butzkies Stahlbau GmbH als Vierstieler mit der Vensys 100 Turbine. Baubeginn 2. Quartal Gittertürme mit 130 m Nabenhöhe in Polen bei Posen, mit einer 2 MW Anlage. Baubeginn 2. Quartal 2013

22 Das Businesskonzept Nach erfolgreichem Prototypenbetrieb ist ein Unternehmen in Planung zum Zwecke der weltweiten Lizenzvergabe von typengeprüften Gittermasten. Weiterhin werden die Lizenznehmer über die vielen Niederlassungen der Partner betreut werden können. Butzkies und die Partner stehen eben nicht nur mit ihrer Erfahrung als Entwickler sondern im Besonderen auch als Hersteller für die Betreuung des gesamten Fertigungs- und Montage-Prozesses zur Seite. Selbst im Bereich der Markteinführung wird dieses Unternehmen Unterstützung leisten können.

23 Interesse? Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit Kontakt: