Windräder - Warum auf Rohr?

Wenn ich mir die Windräder so ansehe, so stehen sie überwiegend auf Rohren aus Stahlbeton oder Stahl - was genau, kann ich es nicht erkennen. Ich habe nur sehr wenige Windräder gesehen, die wie Strommasten auf einer Gitterkonstruktion aufgebaut werden.
Aber warum? Eigentlich müsste die Gitterbauweise doch bei gleicher Stabilität und geringerer Windlast deutlich kostengünstiger sein.
Was ist der Grund für die bekannte Bauweise?

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Hi, es ist billiger. Du must "irgendwo" Kabel anbringen, brauchst einen "Lift" oder jedenfalls einen Zugang...die Gitterkonstruktion ist nur bei sehr genau bekannten Lasten effizienter, hat aber erheblichen Wartungsbedarf. Denk nur an die Bemalung. Hast Du also eine einmal ausgelegte Konstruktion, macht eine Serie von Rohrmasten mehr Sinn als ein Gittermast. Außerdem sind die Windkräfte geringer, insbesondere das von vielen Ökofetischisten gefürchtete Windsausen in Kombination mit dem durch den Rotor erzeugten Intervallpusten erzeugt an so vielen Gitterstreben ein höchst komplexes Klangbild, dessen Ökodynamische Ausdeutung ein ganzes Uni-Institut auf Jahre beschäftigen kann, ohne damit abschließend die Auswirkungen auf das Kleine Mausohr oder den gemeinen Wanderfalken abschließend zu beantworten. Dagegen zischt eine runde Säule nur leise, und der Rotor mach "flupp-flupp"....tatsächlich verleitet soeine Gitterkonstruktion eine Vielzahl von Getier dazu, sich dort Nist-Bauland oder Schlafgelegenheit auszusuchen, und beim An&Abflug könnte soein dämlicher Vogel dann vom Rotor geköpft werden (was seinen IQ eher steigert), was dann eben eine Expertise über die ideale Gitterform und eventuelle Landeplatzmarkierungen erfordert. Kann verflixt teuer werden. Daß der Gittermast leichter ist, macht bei Beton nix aus. Optisch aber trägt soein Mast insbesondere am Fuß mehr auf, der braucht mehr Standfläche als ein tief fundamentierter Betonstachel. Auf der Standfläche eines Überlandleitungsmastes könnten 4 Propellertürme stehen. Meist werden Gittermasten daher dort installiert, wo entweder der Grund nicht tragfähig genug ist oder wo man den Aufwand tiefer Gründung scheut, oder wo absehbare Bürgerinitiative den verfrühten Abbau angeraten sein lassen könnte, während rundherum der Industriepark schon in die Blühphase eintreten will...da ist ein Abrißkommando mit Sprengung nicht mehr so angeraten..den Turm dagegen kann ein einzelner Schweißer in Akkordarbeit Stange für Stange abtragen.

Tom Schneider wrote:
(...)
Abgesehen von funktionellen und wirtschaftlichen Gesichtspunkten, auf die gUnther schon druckreif hingewiesen hat ;-), gibt es auch statische Gründe, die für Rohrmastbauweise sprechen. Wenn so eine Windkraftanlage geplant wird, werden auch Standsicherheitsnachweise fällig. Hierfür werden Lastannahmen aus Wind, Betreiben der Anlage, ... gemacht. Allein schon die Tatsache, daß Wind aus allen möglichen Richtungen blasen kann, macht einen zentralsymmetrischen Mastquerschnitt günstig. Maßgebend sind regelmäßig bei durchschnittlichen Nabenhöhen nicht die Lasten aus dem Betreiben, sondern aus dem havariebedingten Abschalten, z. B. bei Extremwind - eben bei jeder möglichen Windrichtung. Dies geschieht fast schlagartig und fährt wie ein leichtes Beben in die Gründung.
Als Gründung auf normalem Baugrund (sog. Lockergestein) werden im Regelfall Stahlbetonfundamente mit den Abmessungen von etwa 20x20*3 m eingesetzt. Seltener sind auf dem Festland Pfahlgründungen. Die wählt man nur bei exotischen Baugrundbedingungen, z. B. bei frei verstürzte Halden.
Freundliche Grüße, Alfred Flaßhaar

Tom Schneider wrote:
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Hallo zusammen,
vielleicht noch ein Hinweis auf viereckige Türme: In Hannover steht seit etlichen Jahren ein Fernmeldeturm, der einen viereckigen Querschnitt hat. Dieser Turm sollte für Richtfunkantennen gedacht sein. Leider hat es sich gezeigt, dass der Turm bei Wind anfängt Drehschwingungen zu machen. Die Richtfunkantennen fangen dann an sich seitlich zu bewegen. Für eine Übertragung nicht geeignet. Daher sieht man auf dem Turm nur ein oder zwei solcher Antennen. --> Fehlinvestition weil Architekt keine Ahnung von Aerodynamik hatte.
Gruß Manfred

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Hi, und am Aachener Land, einer Autobahnraststätte steht eins der ersten Windräder überhaupt, auf Gittermast. Damals wußte man beim Bau noch nicht, ob und wie lange das Ding überhaupt stehenbleiben dürfte...und kalkulierte schonmal mit dem Abriß.

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ein gittermast wird genauso abgerissen wie ein rohrmast, naemlich mit einem mobilkran, nach dem abnehmen der fluegel und des motorhauses.
die laengsten bauteile eines windrades sind in der regel die fluegel und nicht die mastsegmente, von daher ist das argument 'schneidbrenner' aus deinem ersten artikel genau da einzuordnen, wo der groesste teil der sonstigen betrachtungen einzuordnen war: im schrottcontainer.

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Das hat eventuell eher etwas damit zu tun, dass die alten Anlagen kleiner waren, als die neuen. Hier in der Gegend stehen eine ganze Reihe von den Dingern rum. Früher sah man häufig kleinere Windmühlen mit Gittermast. Heute fast ausschließlich große Mühlen mit Rohrmast.
Jedenfalls ist ganz klar ein Zusammenhang erkennbar:
kleine Mühle -> Gittermast große Mühle -> Rohrmast

Stefan Brröring schrieb:
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Nun, meines Wissens baut immer noch Fuhrländer die Windkraftanlagen mit den größten Nabenhöhen. Und da ist ganz klar ein Zusammenhang erkennbar, der diametral entgegengesetzt zu Deiner Beobachtung steht:
Bis 117m Nabenhöhe: Rohrturm Ab 117m bis 160m Nabenhöhe: Gittermast
LG Netti

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Hi, das ist ein logischer Umkehrschluß. Danach etwa wären auch Schiffe ne Preisfrage, denn Gummiboote sind an Baggerseen viel häufiger anzufinden als Supertanker. Klar, die Leute am See sind ja auch meist ärmer.... Nee, die kleineren Anlagen sind leichter zu beantragen, und die Gittertürme sind unter bestimmten Bedingungen und bei absehbar kurzer Laufzeit schneller installiert und demontiert. Für einen Rohrmast braucht man dagegen eine laufende Serie...aber hat man diese erstmal durchkonstruiert, sind Rohrmasten billiger und besser, langlebiger, wartungsärmer...woran man noch arbeiten sollte ist die "Tarnung". Weiß ist nicht unbedingt ideal, aber Experimente sieht man praktisch nie. Wieso baut denn keiner mal eine im Blumendessin, grüner Stiel und ne farbige Propellerblüte? Wieso sind diese "Metallbäume" nicht wenigstens am unteren Schaftteil voller Nistkästen? Weder Insekten noch Fledermäuse kann soein Propeller je treffen...

Am 19.08.2010 19:55, schrieb gUnther nanonüm:
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Hier in Bayern sind die Masten unten meistens grün und werden nach oben hin immer weißer.
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Ich könnte ein Bewässerungssystem anbieten, mit der ganze Mast bepflanzt werden könnte.
  Quoted Text Here  
Propellerkunst gab's mal am Windrad im Norden Münchens auf dem Müllberg. War ganz interessant, wenn nachts die Beleuchtung der Rotorblätter in verschiedenen Farben leuchteten. War ein echter Hingucker. Aber eben deshalb vielleicht auch gefährlich für die Fahrer auf den Autobahnen, von denen man aus das Spektakel recht gut beobachten konnte.

Christoph Müller schrieb:
  Quoted Text Here  
...und oben haben sie eiförmige Maschinengondeln. All das ist Standard bei Anlagen von Enercon - nicht nur in Bayern.
LG Netti

X-No-Archive: Yes
begin quoting, Christoph Müller schrieb:
  Quoted Text Here  
Nicht blau? ;-)
  Quoted Text Here  
Gruß aus Bremen Ralf

Manfred Kuhn schrieb:
  Quoted Text Here  
Hallo,
einen Architekten darf man doch an solche Türme nicht dranlassen, ohne Statiker ist der doch eh hilflos.
Bye

Am 17.08.2010 09:32, schrieb Uwe Hercksen:
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Der Statiker nützt Dir ganichts. Da fehlte ein Dynamiker.
Carsten

Carsten Thumulla wrote:
  Quoted Text Here  
Das stimmt _so_ nicht. Besser: "... Statiker mit Erfahrung ...". Das Fach Baudynamik gehört normalerweise mit zur Ausbildung der Bauingenieure. Es ist allerdings wegen seiner Nähe zur Mathematik als sehr dickes Brett sehr unbeliebt und leider werden oft lieber dünnere Bretter gebohrt. Bei den rechentechnischen Möglichkeiten ist das verwunderlich. Erfahrungen weisen aber darauf hin, daß das konstruktive Verständnis und die Auswirkung auf die Modellbildung (system- und lastseitig) für solche Bauwerke nur eingeschränkt vorhanden ist. Andererseits kann dies erst im Laufe der Berufsjahre gewonnen werden. Im Übrigen gibt es verbindliche bautechnischen Regeln für die Planung und Errichtung solcher Bauwerke, z. B. für stählerne Antennenmaste, Glockentürme, .... Die sind für jeden berufserfahrenen Statiker verständlich und daher auch anwendbar. Ein Dynamikspezialist ist für solche Bauwerke nicht erforderlich.
Freundliche Grüße, Alfred Flaßhaar

Am 17.08.10 10:23, schrieb Carsten Thumulla:
  Quoted Text Here  
Genau; bzw. besser: der Nachweis der dynamischen Tragfähigkeit. Das Rohr ist nicht die kritische Komponente, sondern die Verbindungen. Beim Stahlrohr gibt es i.d.R. nur 3 (4) Verbindungen, um zwei (drei) Rohrschüsse miteinander zu verbinden. Kritisch sind Schweißnähte, und noch viel kritischer sind Schraubverbindungen (Stichwort Kerbfall, dynamische Belastung). Beim Gittermast gibt es Hunderte solcher Verbindungen (diagonale Streben), die alle bezüglich der Dauerfestigkeit / Materialermüdung berechnet und dann entsprechend ausbildet werden müssen. Und die Materialermüdung ist _der_ maßgebende Lastfall bei WEA. Die Lastwechsel liegen weit über denen bspw. von Brücken durch LKW- oder Eisenbahnverkehr (bei Achsüberfahrtern). KF

Klaus Fischer wrote:
  Quoted Text Here  
(...)
Bitte gestatte, daß ich erläuternd ergänze.
  Quoted Text Here  
^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^ Stammt dieser Begriff aus einem technischen Regelwerk?
  Quoted Text Here  
... wenn das Blech dick genug ist. Dann ist Beulen nicht maßgebend. Im Fußbereich sieht das allerdings etwas anders aus.
  Quoted Text Here  
...gemeint sind Stöße?
  Quoted Text Here  
Stöße von Rohrmasten werden oft als verschraubte Ringflansche ausgeführt. Da ist Schraube neben Schraube in größerer Stückzahl entlang des Teilkreises (Rißlinie) angeordnet. Die Ausmitten der Schraubenzugkräfte bezüglich der Blechmitte des Rohrmastes führen zu sog. Krempelmomenten in den Schweißnähten zwischen Flansch und Ring. Diese Beanspruchung wird oft übersehen und ist rechnerisch auch nur schwer erfaßbar.
  Quoted Text Here  
Dazu kommt noch die Windlast über die Diagonale des Mastquerschnittes und der Nachweis des Fundamentes für diesen Lastfall. Das wird auch gern übersehen.
  Quoted Text Here  
^^^^^^^^^^^^^^^^^^ Das ist kein Lastfall. Es sind Nachweise der Dauerfestigkeit bzw. Schwingfestigkeit zu führen. Neben den statischen Nachweisen für Querschnitte und Bauwerksteile sind Standsicherheitsnachweise erforderlich, die die abgeminderte Tragfähigkeit von Grundwerkstoff und Verbindungsmittel unter Lastwechseln und abhängig von der Einordnung in Kerbfälle (das sind örtliche Situationen in der Konstruktion) berücksichtigen.
  Quoted Text Here  
Freundliche Grüße, Alfred Flaßhaar

Zum Thema Masten: http://www.heise.de/tp/blogs/2/148215

Tom Schneider schrieb:
Vielen dank erst mal, Eure Hinweise sind außerordentlich gut für mein Herz. Ich rege mich nämlich nicht mehr über die Materialverschwendung auf, wenn ich wieder so eine Windkraftanlage sehe.
Trotzdem fände ich grüngestrichene Gittermasten in der Landschaft doch unauffälliger, als weiße Rohrmasten.