Eine Stahlkonstruktion für den höchsten Solarwärmekraftwerk-Turm der Welt

Preis der Jury beim Scia User Contest 2020

Im weltweit größten Solarpark, 50 Kilometer südlich von Dubai, steht der DEWA (Dubai Electricity and Water Authority) Solarwärmekraftwerk-Turm. Er ist die höchste Concentrated Solar Power Anlage der Welt.

„Wir waren mit der Strukturanalyse des Stahlreceivers beauftragt“, beschreibt Radek Pošta, leitender Statiker bei Allcons, das Projekt. Der 260 Meter hohe Solarwärmekraftwerk-Turm ist von 70.000 Spiegeln umgeben, die die Sonnenenergie zu Wärmetauschern in dem Stahlreceiver leiten. Damit beträgt die Kapazität des Solarwärmekraftwerk-Turms 100 Megawatt. Der Solarpark wird den CO2-Ausstoß um ca. 1,6 Millionen Tonnen pro Jahr senken.

„Zu den anspruchsvollsten Aufgaben gehörte zum einen die Analyse von möglichen Klimabelastungen wie Erdbeben und deren Einwirkung auf das Modell, zum anderen der Entwurf des Verankerungssystems des Stahlreceivers“, so Pošta. Die Anker mussten sowohl die thermische Ausdehnung berücksichtigen als auch die 900 Tonnen schwere Struktur sicher befestigen, die auf dem Betonsockel installiert wurde.

Mit Scia Engineer alle Herausforderungen meistern

Um diese Herausforderungen bewältigen zu können, vertraute Allcons auf Scia Engineer. „Scia Engineer ermöglichte uns die Erstellung eines 3D-Analysemodells der gesamten Struktur. Obwohl sich unser Unternehmen auf den Entwurf des Stahlaufnehmers konzentrierte, mussten wir auch den Betonturm und die Fundamentplatte in die Berechnung einbeziehen – beide mit der richtigen Steifigkeit. Das war entscheidend, um analysieren zu können, wie die gesamte Struktur auf dynamische Effekte reagiert“, erklärt Radek Pošta.

Vergleichende Berechnungen zur Bestätigung der Sicherheit

Während des Konstruktionsprozesses tauschte Allcons die Ergebnisse aus Scia Engineer mit Ergebnissen des Unternehmens aus, das sich auf die detaillierte Konstruktion des Betonteils konzentrierte. Die statische Ersatzlast, die das Verwirbelungsphänomen simuliert, wurde mit Windkanalmessungen der Universität Zhejiang verglichen, um die Sicherheit der Struktur zu gewährleisten.

Eine weitere Besonderheit: Der gesamte Stahlreceiver wurde auf einer mobilen Plattform am Boden errichtet, durch das Innere des Betonturms nach oben bewegt und einschließlich der technologischen Installationen als ein Element an seine endgültige Position gehoben. „Für den Hebevorgang haben wir nicht-lineare Berechnungen verwendet, um das Verhalten von Hubseilen und seitlichen Puffern zu simulieren“, so Radek Pošta.

Intuitive Modellierung und übersichtliche Benutzeroberfläche

Der Statiker ergänzt: „Wir haben uns für Scia Engineer entschieden, weil es Code-Nachweise nach den neuesten amerikanischen Standards anbietet, die vom Kunden gefordert wurden. Meiner Meinung nach ist der Hauptvorteil die einfache und intuitive Modellierung der Struktur und eine klare und übersichtliche Benutzeroberfläche. Da wir oft auch Strukturen mit Platten und Schalen entwerfen, kann ich sagen, dass man mit Scia Engineer praktisch alles modellieren kann.“

Hohes Maß an Technik in verschiedenen Disziplinen

„Das Projekt weist ein hohes Maß an Technik in verschiedenen Disziplinen auf: Anheben, Interaktion mit der Betonstruktur, Windbelastung, Seismizität. Insbesondere die Zusammenarbeit mit verschiedenen Parteien hat dieses Projekt hervorgehoben“, so die Jury des Scia User Contests 2020. Der zweijährlich stattfindende, internationale Wettbewerb wird von der deutschen Nemetschek-Tochter Scia veranstaltet und zeichnet außergewöhnliche Projekte, technisches Wissen und Professionalität unter Scia-Softwarenutzern aus.

 

Scia GmbH

www.scia.net

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