Reduktion niederfrequenter Schwingungen von Windenergieanlagen durch Tilgersysteme

Um Windenergieanlagen kosteneffizient realisieren zu können, sind Schwingungsminderungsmaßnahmen notwendig. Die vorliegende Arbeit behandelt die Wirkung von Tilgern bei Windenergieanlagen zur Schwingungs- und damit Schadensreduktion. Der Fokus liegt auf der Beeinflussung der ersten Turmbiegemode. Bei Offshore-Windenergieanlagen nehmen neben Windlasten auch die Wellenlasten eine zentrale Bedeutung ein. Ausgehend von spektralen Leistungsdichten für Windturbulenzen und Wellenhöhen wird die Ermittlung von Beanspruchungen in der betrachteten Monopilegründung gezeigt. Die daraus abgeleiteten Schädigungen können bereits mit kleinen Tilgermassenverhältnissen signifikant reduziert werden. Gleiches gilt für Schädigungen aus aerodynamischen und massebedingten Unwuchten. Die Betrachtung von Extremlasten am Beispiel eines kleinen Tilgermassenverhältnisses veranschaulicht, dass bei großen Tilgerwegen nichtlineares Verhalten auftritt, das für die Auslegung berücksichtigt werden muss. Konstruktive Konzepte zeigen Möglichkeiten für die konkrete Realisierung von Tilgern in Windenergieanlagen auf.