Kasseler Forscher arbeiten an den Fundamenten der Windkraftparks im Meer mit

Beton macht Mast stabil

Mächtige Türme: Die Rotoren der Windparks in der Ostsee drehen sich in rund 170 Meter Höhe. Der eigentliche Windturm sitzt auf einem Verbindungsstück (gelb markiert), das wiederum unter Wasser über den Rammpfahl des Fundaments geschoben wird. Foto: nh

Kassel. Atomkraft ist ein Auslaufmodell. Unsere Energieversorgung soll so schnell wie möglich mit der Windkraft gesichert werden. Daher wachsen vor den Küsten von Nord- und Ostsee immer mehr Windräder aus dem Meer. Doch die müssen nicht nur Strom liefern, sondern auch dem Ansturm von Wind und Wellen standhalten.

Beim Bau der Fundamente im Meer ist daher immer häufiger die Erfahrung von Wissenschaftlern der Universität Kassel gefragt, vor allem die der Betonfachleute, die ihr Können im Umgang mit ultrahochfesten Betonen (UHPC) beim Bau der Gärtnerplatzbrücke in Kassel unter Beweis gestellt haben.

Zuletzt haben Kasseler Wissenschaftler vergangenes Jahr den Bau der Fundamente der 21 Windkraftanlagen des Ostsee-Projekts „Baltic 1“ des Energieversorgers EnBW überwacht. Die Professoren Dr. Michael Schmidt, Leiter des Fachgebiets Werkstoffe des Bauwesens und Bauchemie, und Dr. Ekkehard Fehling (Fachgebiet Massivbau) haben mit ihrem gemeinsam betriebenen Ingenieurbüro bereits zahlreiche Gutachten für die erforderlichen Einzelgenehmigungen für den Fundamentbau von Windkraftanlagen erstellt, zuletzt für den Windpark „Baltic 1“.

Inzwischen habe man Verträge für weitere Windparks in der Nord- und Ostsee unterzeichnet, sagt Professor Schmidt. Bei der Auswahl des Baustoffs, der Überwachung und Qualitätssicherung sind das Fachgebiet Werkstoffe des Bauwesens und die Amtliche Materialprüfungsanstalt mit im Boot. Damit wäre dann die Uni am Bau von über 200 Windkraftanlagen beteiligt. Dem Beton kommt beim Bau der Fundamente eine Schlüsselrolle zu. Im Windpark Baltic 1, 16 Kilometer vor der Ostseeküste, wurde eine sogenannte Monopile-Konstruktion verwandt. Dabei wird ein Gründungspfahl in den Meeresboden gerammt, über den ein Übergangsrohr aus Stahl gesteckt wird, das als Verbindungsstück zum eigentlichen Turm des Windrads dient. Betonmörtel stellt anschließend die feste Verbindung zwischen Rammpfahl und dem darüber geschobenen Rohr her, dem so genannten „Grouted joint“. Diese Konstruktion hat sich allerdings vielfach als Schwachpunkt erwiesen: Eine Reihe von Windradtürmen vor den Küsten Großbritanniens und Dänemarks ist nach unten gerutscht, weil die Verbindung von Stahl und Beton sich gelockert hat. Das könnte auf lange Sicht einen erhöhten Reparaturaufwand bedeuten.

Damit das im Windpark Baltic 1 nicht passiert, haben Torsten Braun und Susanne Fröhlich, wissenschaftliche Mitarbeiter im Fachgebiet Werkstoffe des Bauwesens, den von einem dänischen Hersteller gelieferten Betonmörtel getestet und dessen Einbau auf hoher See kontrolliert.

Ein Teil der Steckverbindungen des Ostsee-Windparks wird die nächsten Jahre via Internet von Kassel aus überwacht: Professor Michael Link vom Institut für Baustatik und Baudynamik der Uni, der auch die Gärtnerplatzbrücke überwacht, hat die technische Ausrüstung dafür entwickelt.

Die Erfahrungen der Kasseler mit Windparkfundamenten stehen am 15. April im Mittelpunkt eines Seminars am Institut für Konstruktiven Ingenieurbau der Universität Kassel. (pdi) Foto: Dilling

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