Turm und Gründung - Einfuhrung in die Windenergietechnik - page 260

Durch den Wind, der auf den Rotor trifft, entsteht als Last am Turmkopf beispielsweise bei
einer 2-MW-Anlage (Turmhöhe 80m) eine horizontale Kraft von 1 500 kN. Dies entspricht der
Gewichtskraft von fast 100 Autos à 1,5 Tonnen (100 £ 1500kg £ 9,81m/s 2 = 1472 kN). Diese
Kraft zieht den Turmkopf in Windrichtung und erzeugt über den Turm als Hebel am Lager
(Fundament) ein aufzunehmendes Moment von 110 000 kNm.
Die Ermüdungsbeanspruchung, der der Turm standhalten muss, beträgt bis zu einer Milliarde
Lastwechseln mit einer Biegemomentenamplitude von 15 000 kNm, vereinfacht gerechnet mit
einem schadensäquivalenten 1-Stufenkollektiv. Dieses Moment am Turmfuss wird verursacht
durch eine Last vergleichbar mit der Gewichtskraft von 11 Autos, die den Turmkopf ca. 500
Millionen Mal vor und zurück ziehen (siehe Bild 7.2).

E

E

Ermüdungslast :
Das Gewicht von
11 Autos zieht
vor und zurück

E

Extremlast :
Hier zieht das
Gewicht von
100 Autos

Bild 7.2 Lasten am Turmkopf einer Windenergie-
anlage

Bei den Herstellungskosten einer Standardanlage macht der Turm mit einem Drittel der Ge-
samtkosten einen wesentlichen Anteil aus. Gefolgt wird dies durch die Rotorblätter mit einem
Anteil von ca. 20%. Gründung und Schrauben spielen in Bezug auf die Kosten mit nur 2,5-5%
und 1% eine untergeordnete Rolle.
Die WEA ist als Bauwerk gemäß der Richtlinie des Deutschen Instituts für Bautechnik [1] vom
Turmkopfflansch ohne Bolzen abwärts definiert. Der Turm macht dabei den oberen Teil bis
zum Fußflansch ohne Ankerbolzen aus. Die Turmkopfbolzen gehören zu den Maschinenträ-
gern und werden daher nach maschinenbaulicher Norm nachgewiesen. Die Fußankerbolzen
werden in der Regel in der Fundamentstatik nachgewiesen.

Aufgaben

Wie hoch sind die höchsten Windenergieanlagen inklusive der nach oben ragenden Rotor-
blätter?

Á

Wie groß ist die Last, die durch den Wind auf den Turmkopf wirkt?

Á

Wie viel Prozent der Kosten einer Windenergieanlage macht der Turm aus?

Á