Intelligente integrative Systeme für das Monitoring von Oberflächenschutzsystemen an Offshore-Windenergiekonstruktionen

Während ihrer Lebensdauer sind Offshore-Windenergieanlagen (OWEA) extremen meteorologischen und ozeanologischen Bedingungen ausgesetzt. Einen wesentlichen Beitrag zur Funktion von OWEA liefern Oberflächenschutzsysteme, insbesondere Beschichtungen sowie kathodische Schutzsysteme. Hierbei handelt es sich um leistungsfähige Industrieprodukte, die allerdings auch hohe Ansprüche an Wartung und Instandsetzung stellen. Insbesondere die Reparatur von geschädigten Beschichtungen ist ein äußerst zeit- und kostenaufwändiges Unterfangen mit komplexer Logistik. Ein wesentlicher Beitrag zur Kostenreduktion besteht somit in der Minimierung bzw. Optimierung von Offshore-Einsätzen.

Die Entwicklung von autonomen Inspektionstechniken, wie z.B. Drohnen und fernbediente ROVs unter Wasser, und von Sensoren sowie die immensen Möglichkeiten der elektronischen Datenverarbeitungs- und Kommunikationstechnik bieten Möglichkeiten, moderne kostensparende Instandhaltungsmodelle für OWEA zu entwickeln. In der Zukunft werden Digitalisierung, Verfügbarkeit von Echtzeit-Informationen, vernetzte Sensorik und Simulation auch Instandhaltungsprozesse prägen. Ein zielführender Ansatz ist die Einführung einer Daten-basierten Instandhaltungsstrategie, die eine differenzierte und effektive Betrachtung komplexer Situationen ermöglicht. Zustandsbasierte Ansätze sind in der Offshore-Öl- und Gas-Industrie entwickelt worden, und einige formale Elemente können für die Übertragung auf OWEA übernommen werden.

Der im Rahmen des Projektes vorgesehene Ansatz geht aber weit über diese Ansätze hinaus und hat ein vernetztes, streng Daten-basiertes Instandhaltungsmodell zum Ziel, das den Einsatz moderner Inspektions-, Datenmanagement- und Kommunikationstechniken einschließt.

Ziel des Teilvorhabens, das am Institut für Stahlbau bearbeitet wird, ist die zuverlässigkeitsbasierte Bewertung der Tragfähigkeit und Restnutzungsdauer von Konstruktionselementen von OWEA unter Korrosionseinfluss. Die Funktionalität des Oberflächenschutzes sowie mögliche Beschädigungen der Oberfläche durch Korrosion werden explizit in der Auswertung im numerischen Tragwerksmodell sowohl in ihrer lokalen als auch globalen Auswirkung berücksichtigt. Hieraus wird ein neues Instandhaltungsmodell abgeleitet, durch das die Wartung und die Instandhaltung von OWEA optimiert und somit die entsprechenden Aufwände reduziert werden.

Im Rahmen des Gesamtvorhabens sind fünf Partner beteiligt:

• Muehlhan AG, Hamburg (Koordination)
• Institut für Stahlbau, LUH
• Forschungsgruppe Biodata Mining, Technische Fakultät, Universität Bielefeld
• saltation GmbH & Co. KG, Bielefeld
• SubCtech GmbH, Kiel