TTH 2.0: Zukunftsfähige Infrastruktur für die Energiewende – Ganzheitliche und großmaßstäbliche Validierung von On- und Offshore-Tragstrukturen

Auf einen Blick

• Die Dimensionen und extremen Beanspruchungen moderner Trag- und Gründungsstrukturen erfordern eine experimentelle Absicherung, um Sicherheit, Wirtschaftlichkeit und Lebensdauer zukünftiger Windenergieanlagen zuverlässig gewährleisten zu können.
• Mit der umfassenden Modernisierung und Erweiterung der Testinfrastruktur des schon seit 2014 in Betrieb befindlichen TTH soll die technologische Basis für die nächste Generation der Windenergie (15 MW+) geschaffen und entscheidende Impulse für die Wettbewerbsfähigkeit der Industrie gegeben werden.
• Das Fraunhofer IWES bringt seine Expertise zu Windenergie-Tragstrukturen in das Forschungsprojekt ein. Es unterstützt die Weiterentwicklung und Nutzung der Prüf­infrastruktur für realitätsnahe Großversuche und fördert den Transfer der Ergebnisse in die Windindustrie, insbesondere bei der Entwicklung von innovativen und praxisgerechten Testkonzepten zur Validierung von WEA-Komponenten.

Herausforderung

Mit dem Bau von immer größeren Windenergieanlagen (15 MW+) entstehen neue technische Herausforderungen: Die Trag- und Gründungsstrukturen moderner Offshore-Windenergieanlagen erreichen Größenordnungen, die mit der bestehenden Prüfinfrastruktur im TTH nicht mehr getestet werden können. Die bestehende Hydraulik kann z. B. die extremen Kraftvektoren und stochastischen Dynamiken nicht mehr realitätsgetreu abbilden.

Es fehlen auch Methoden zur Herstellung realitätsnaher Bodenverhältnisse im Großversuch – etwa geschichtete Böden oder hohe Lagerungsdichten, wodurch die Validierung neuer Gründungskonzepte limitiert wird. Außerdem fordert die Windindustrie zunehmend komplexe, multiaxiale Versuchsaufbauten mit adaptiver Prüfregelung, die mit der aktuell vorhandenen Infrastruktur nicht bereitgestellt werden können.

Lösung

Im Projekt TTH 2.0 erfolgt die umfassende Modernisierung und Erweiterung der bestehenden Testinfrastruktur. Eine teilautomatisierte geotechnische Versuchsgrube mit geschichteten Böden und hohen Lagerungsdichten sorgt für realitätsnahe Gründungsmodelle. Das 3D-Spannfeld 2.0 ermöglicht komplexe, multiaxiale Prüfanforderungen durch höhere Prüflasten und moderne Regelungstechnik. Außerdem sollen neue Vorbereitungsflächen und -einrichtungen die Handhabung der Prüfkörper erleichtern; moderne Resonanz- und Universalprüfmaschinen mit sehr hoher Kapazität erweitern das Portfolio des TTH. Mess- und Scantechnik sollen modernisiert und erweitert werden, um mehr Genauigkeit, Geschwindigkeit und Datenintegrität zu bieten. 

Mehrwert

Durch das Projekt TTH 2.0 soll eine weltweit einzigartige Testumgebung für die Validierung von Tragstrukturen und Boden-Bauwerk-Interaktionen unter realitätsnahen Bedingungen entstehen. Diese soll die Wettbewerbsfähigkeit und Innovationskraft der deutschen Windindustrie stärken. Die experimentelle Absicherung von Windenergieanlagen der neuen Generation erhöht die Betriebssicherheit und verbessert die Wirtschaftlichkeit. Damit werden der Ausbau der Offshore-Windenergie bis 2045 und die Einhaltung von Energiewendezielen unterstützt. Auf dieser Basis soll auch der Technologietransfer zwischen Forschung und Industrie gefördert werden.