Säule

English: tower / Español: torre / Português: torre / Français: mât / Italiano: torre

Säule bezeichnet im Windkraftkontext das tragende Bauelement einer Windkraftanlage, das den Rotor und die Gondel in die Höhe hebt. Sie wird auch als Turm oder Turmsäule bezeichnet und ist entscheidend für die Statik, die Nabenhöhe und damit die Energieausbeute der Anlage. Die Säule überträgt sämtliche Lasten aus Wind, Rotorbewegung und Eigengewicht in das Fundament.

Allgemeine Beschreibung

Die Säule einer Windkraftanlage dient dazu, den Rotor auf eine bestimmte Höhe zu bringen, um optimale Windverhältnisse zu nutzen. Je höher die Nabenhöhe, desto konstanter und stärker ist in der Regel der Wind – was zu einer höheren Stromproduktion führt. Die Säule ist daher ein zentrales Element der Konstruktion und Auslegung jeder Windkraftanlage.

Je nach Bauweise und Anlagentyp bestehen die Säulen aus unterschiedlichen Materialien und Konstruktionsformen:

• Stahlrohrtürme: Die am häufigsten verwendete Variante, bestehend aus segmentierten Stahlzylindern, die vor Ort verschraubt werden.

• Betontürme: Monolithisch gegossen oder aus Fertigteilen montiert, insbesondere bei sehr hohen Anlagen.

• Hybridtürme: Kombination aus Beton (unterer Teil) und Stahl (oberer Teil), um sehr hohe Nabenhöhen zu realisieren.

• Gittermasten: Selten, aber z. B. bei kleinen oder historischen Anlagen zu finden.

Die Säule muss enormen statischen und dynamischen Kräften standhalten. Sie trägt die Gondel, das Trägersystem für die Rotorblätter und verschiedene technische Einrichtungen (z. B. Aufstiegssysteme, Kabelführungen, Plattformen). Moderne Säulen enthalten zudem Aufzüge oder Steigleitern für Wartungspersonal sowie Sensorik zur Zustandsüberwachung (z. B. Schwingungsanalyse, Korrosionssensoren).

Entwicklung und Bemessung von Säulen unterliegen strengen Normen wie DIN EN 61400-1 sowie baurechtlichen Vorgaben aus dem Bauordnungsrecht der Bundesländer (Deutschland). Auch aerodynamische Aspekte wie Schwingungsverhalten oder Turbulenzbildung werden berücksichtigt.

Spezielle Ausführungen

• Teleskoptürme: Ausfahrbare Säulen für mobile oder temporäre Anlagen.

• Speicherfundamente mit Säulenfunktion: In Konzepten wie dem Wasserbatterie-Turm (z. B. Gaildorf) dient die Betonsäule auch als Wasserspeicher.

Anwendungsbereiche

• Onshore-Windkraftanlagen: Standardisierte Stahl- oder Hybridsäulen zwischen 80 und 160 m.

• Offshore-Windkraftanlagen: Turmstrukturen als Teil komplexer Gründungen, z. B. Monopile oder Jacket.

• Kleinwindanlagen: Leichte Gitter- oder Rohrsäulen mit geringer Höhe.

• Testanlagen: Sonderkonstruktionen für Forschung oder Erprobung neuer Technologien.

Bekannte Beispiele

• Die Hybridsäulen von Max Bögl erreichen in Kombination mit Betontürmen Nabenhöhen über 160 m.

• Im Windpark Gaildorf wurden Betonsäulen mit integriertem Wasserspeicher gebaut – eine Weltneuheit.

• Vestas, Enercon und Nordex setzen je nach Modell unterschiedliche Säulenkonzepte ein, angepasst an Standort und Turbinentyp.

Risiken und Herausforderungen

• Montageaufwand: Der Aufbau hoher Säulen erfordert spezialisierte Hebetechnik.

• Kosten: Der Material- und Logistikaufwand ist erheblich, besonders bei Hybridsystemen.

• Schwingungsverhalten: Unzureichende Dämpfung kann zu Ermüdung führen.

• Korrosion: Besonders bei Offshore-Anlagen stellt der Schutz der Säule eine große Herausforderung dar.

• Zugangssysteme: Sicherheit und Ergonomie für Wartungspersonal müssen gewährleistet sein.

Beispielsätze

• Die Säule der Windkraftanlage wurde aus Betonfertigteilen vor Ort montiert.

• Moderne Windkraftsäulen erreichen Höhen über 140 Meter.

• Die Stahlrohr-Säule trägt die Gondel und den Rotor.

• In der Turmsäule verlaufen Stromleitungen und der Aufstiegsschacht.

Ähnliche Begriffe

• Turm: Synonym zur Säule, häufig in technischer Fachsprache verwendet.

• Nabenhöhe: Höhe bis zur Rotornabe, abhängig von der Säulenhöhe.

• Fundament: Tragstruktur unterhalb der Säule, leitet Kräfte in den Boden.

• Gondel: Aufsatz auf der Säule, in dem Generator und Antrieb sitzen.

• Rotor: Gesamtheit der beweglichen Teile, die auf der Säule montiert sind.

Zusammenfassung

Die Säule ist das tragende Element einer Windkraftanlage, das die Gondel auf die gewünschte Höhe hebt. Sie beeinflusst entscheidend die Energieausbeute, Statik und Wartbarkeit der Anlage und ist ein technisch anspruchsvolles Bauelement im Gesamtsystem Windkraft.

--