Weltweit höchster Holzturm für Windkraftanlagen
Ein herkömmlicher Kran kann die 14 Meter langen Viertelschalen auf der Baustelle bewegen, da sie so leicht sind.
(c) Fraunhofer WKI I Malte Mérono
Fraunhofer WKI berät bei der Verklebung.
Für die Firma Modvion AB in Göteborg haben Forschende des Fraunhofer WKI die Klebungen des ersten Holzturms für kommerzielle Windkraftanlagen auf der Baustelle begleitet und das Unternehmen hinsichtlich komplexer Verklebungen beraten. Am 4. März 2024 wurde der sogenannte »Wind of Change Tower« des Energieanbieters Varberg Energi AB eingeweiht.
Inklusive einer V90-2.0MW-Turbine von Vestas Group erreicht der Turm eine Gesamthöhe von 150 Metern (reine Turmhöhe 105 Meter), was ihn zum höchsten hölzernen Windkraftanlagenturm weltweit macht. Er besteht aus vorgefertigten Modulen, die auf der Baustelle miteinander verklebt werden. Im Vergleich zu konventionellen Windkraftanlagen aus Beton oder Stahl ermöglicht die Holzbauweise CO2-Einsparungen von bis zu 90 Prozent.
Der Holzturm ist nicht nur nachhaltiger, sondern bietet weitere Vorteile, zum Beispiel im Bereich Leichtbau: Bezogen auf das Eigengewicht hat Holz eine höhere spezifische Festigkeit als Stahl, wodurch leichtere Konstruktionen möglich sind. Dadurch lässt sich Transportenergie einsparen. Außerdem müssen hohe Stahltürme verstärkt werden, was bei Holztürmen nicht der Fall ist.
In Bezug auf die Wartung liegen die Vorzüge darin, dass bei Stahltürmen zahlreiche Schrauben und Bolzen regelmäßig gewartet werden müssen, was bei einer geklebten Holzkonstruktion entfällt.
Ein weiterer großer Vorteil liegt in der Logistik. Die großformatigen Bauteile müssen an ihren Bestimmungsort transportiert werden. Je höher die Türme werden, desto größer wird die Herausforderung des Transports. Brücken und Unterführungen werden zu Hindernissen und müssen bedacht werden. Die schwedische Firma Modvion AB hat deshalb eine patentierte Lösung entwickelt: sie stellt vorgefertigte Module her, die mit üblichen Lastwagen transportiert und vor Ort mit einem kleinen Kran zu einem Turm zusammengesetzt werden können. Die einzelnen Module bestehen aus miteinander verklebten Furnierschichtholzplatten (Laminated Veneer Lumber, LVL).
Durch die modulare Bauweise ergibt sich außerdem der Vorteil, dass der Holzturm in der Höhe nicht begrenzt ist. So können Höhen mit intensiveren Luftströmungen erreicht und zusätzliche Standorte für die Windenergieerzeugung nutzbar gemacht werden.
Bei den vorgefertigten Modulen handelt es sich um bis zu 14 Meter lange Viertelschalen. Auf der Baustelle werden vier sich verjüngende Viertelschalen miteinander verklebt. In einem zweiten Schritt werden die einzelnen Sektionen aufeinandergesetzt und mit Stahlblechen verbunden.
»Für die Umsetzung des Konzepts von Modvion AB ist das Kleben der Module auf der Baustelle unabdingbar und erfordert ein hohes Maß an Know-how, Vorbereitung sowie Eigenkontrolle. Mitarbeiter des Fraunhofer-WKI haben Modvion AB in klebtechnischen Fragen begleitet. Außerdem haben wir die Klebungen auf der Baustelle begutachtet«, erklärt Malte Mérono, vom Fraunhofer WKI.
Nach der Nutzungsphase, die von Modvion AB auf 25 bis 30 Jahre geschätzt wird, können die Türme demontiert und die Komponenten für weitere Anwendungen getrennt werden. Die Turmwand kann beispielsweise als hochbelastbarer Träger für die Bauindustrie verwendet werden.
»Wir möchten die Zusammenarbeit mit Modvion AB gern fortsetzen und sie unter anderem dabei unterstützen, bis 2025 einen neuen Turm zu errichten. Das Konzept von Modvion AB hat ein großes Potenzial für die Energiewende in Deutschland«, sagt Mérono.
Die Ergebnisse dieser Zusammenarbeit wird das Fraunhofer WKI gemeinsam mit Modvion AB auf dem Internationalen Holzbau-Forum vom 4. bis 6. Dezember 2024 in Innsbruck präsentieren.
Zum Hintergrund des Fraunhofer WKI
Nachhaltigkeit durch Nutzung nachwachsender Rohstoffe steht seit über 75 Jahren im Fokus des Fraunhofer WKI. Das Institut mit Standorten in Braunschweig, Hannover und Wolfsburg ist spezialisiert auf Verfahrenstechnik, Naturfaser-Verbundkunststoffe, Bindemittel und Beschichtungen, Holz- und Emissionsschutz, Qualitätssicherung von Holzprodukten, Werkstoff- und Produktprüfungen, Recyclingverfahren sowie den Einsatz von organischen Baustoffen und Holz im Bau. Nahezu alle Verfahren und Werkstoffe, die aus der Forschungstätigkeit hervorgehen, werden industriell genutzt.
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