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7.3.2 Extremlasten
Neben den Ermüdungslasten muss eine Windenergieanlage über kurze Zeiträume auch Ex-
tremlasten standhalten. Hierbei nimmt das Biegemoment in der Regel zunächst mit der Wind-
geschwindigkeit zu. Ab einer bestimmtenWindgeschwindigkeit jedoch kann es wieder abneh-
men, da die Rotorblätter durch die Pitch-Regelung immer stärker aus demWind gedreht wer-
den. Wird die Windgeschwindigkeit zu groß, schaltet die Windenergieanlage ab, die Rotorblät-
ter werden aus demWind gedreht und das Biegemoment sinkt fast auf null.
Das Ereignis einer 50-Jahres-Windböe ist selten bemessungsrelevant. Viel kritischer ist eine
Kombination von verschiedenen extremen Windereignissen. Hierfür werden extreme Winder-
eignisse bezüglich ihrer Wahrscheinlichkeit kombiniert und die daraus resultierende Last wird
berechnet. Diese Berechnung ist sehr komplex und kann aufgrund der anfangs simulierten
Windfelder im Ergebnis variieren.
Die Kunst der Lastrechnung besteht vor allemdarin, mit der Simulation den tatsächlichen Las-
ten einer Windenergieanlage zu entsprechen. Viel Erfahrung und Verständnis für das Gesamt-
systemWEA sind dafür erforderlich.
7.4 Nachweis des Bauwerks
Die Nachweiskonzepte der Bautechnik wenden i. d. R. die Balken- bzw. Schalentheorie an. Die-
se Theorien berücksichtigen zunächst nicht die lokalen Konstruktionsdetails oder Verschwei-
ßungen.
Wie zuvor beschrieben hat sich die Lastenberechnung in den letzten zehn Jahren zu immer
genaueren Verfahren entwickelt. War vor zehn Jahren noch die Berechnung der Schnittlasten
amTurmüber die Lasten amTurmkopf Stand der Technik, wurde wenige Jahre später zunächst
linear zwischen Turmkopf und Turmfuß interpoliert, und heute werden die Schnittgrößen an
allen relevanten Stellen individuell berechnet. Wie in Bild 7.6 bestehen vereinfacht die auf den
Turm wirkenden Lasten aus der Maschine am Turmkopf, dem Eigengewicht des Turms sowie
der Windlast auf den Turm.
7.4.1 Tragfähigkeitsnachweise
Für den Nachweis der Tragfähigkeit gegen Materialversagen wird statisch die maximale Ex-
tremspannung ermittelt, hierbei deckt diese größte Spannung alle Lasten ab. Diese Seite wird
die Belastungsseite æ Fd genannt. Auf der anderen Seite befindet sich die Widerstandsseite æ Rd .
Hier wird der Nachweis der Widerstandsfähigkeit des Materials unter Berücksichtigung der
Geometrie (Struktur undQuerschnitt) erbracht. Esmuss gelten æ Fd
ø æ Rd , das heißt, umSchä-
den auszuschließen, muss die Widerstandsseite immer mindestens gleich der oder größer als
die Belastungsseite sein.
Im Bauwesen gibt es das Nachweiskonzept mit Teilsicherheitsbeiwerten auf der Belastungs-
seite und auf der Widerstandsseite. Auf der Widerstandsseite sind die Teilsicherheitsbeiwer-
te abhängig vom Material m . Bei Ermüdungsbelastung sind die Teilsicherheitsbeiwerte dar-
 
 
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