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H. Ernst:
"Erarbeitung des Festigkeitsnachweises sowie Entwicklung eines Stabilisierungssystems einer Heliofloat Luftkissenplattform";
Supervisor: R. Eisl, M. Haider; Institut für Energietechnik und Thermodynamik, 2018.

The Heliofloat air cushion platform was invented to gain additional space that can be used
for economical projects, using water expenses like the ocean or bigger sees. These kind of
platforms, can for example carry solar power plants and increase their efficiency by directing
them towards the sun permanently.
The Platform provides a proper environment for any kind of work also during bad weather
conditions. This is possible using the special construction of the Platform. The Platform floats
on several air chambers. Theses chambers are not affected by the swell of the sea and so the
deck is kept steady. The deck is designed as a framework structure which is connected to the
air cambers.
To set up a model, which reflects this kind of platform design is difficult. The program used
for this part of the calculations is RFEM by Dlubal. Additionally, all kind of loads that affect
the platform, like the weight of the structure and wind forces, can be considered in RFEM.
Also, the pressure of the air cambers is calculated using this software.
The output of RFEM are the maximum forces within the bars and at the connections
between the bars. It is also very important to know where the maximum forces occur to set
up special provisions during the operation time of the platform.
In addition to that, the strength calculation of the connection elements between the bars of
the framework is part of his paper. This calculation is done with the maximum force within
the bars, which was calculated by RFEM.
The stabilisation of the platform is also a subject of this paper. A program is set up which can
balance air volume losses of the air chambers, caused by diffusion or damages. Furthermore
the software can correct misalignments cussed by a change of the platforms loads while
floating on the water.

Die Heliofloat Luftkissenplattform dient der Gewinnung von wirtschaftlich nutzbaren Flächen
auf Gewässern wie großen Seen oder Meeren. Somit lassen sich auf einer solchen Plattform
beispielsweise Solarkraftwerke installieren, die durch ihre Flexibilität der Sonne nachgeführt
werden können und somit optimale Wirkungsgrade erreichen.
Das Konzept der Heliofloat Luftkissenplattform ermöglicht es eine nahezu schwankungslose
Arbeitsumgebung auch bei rauerem Wellengang zu schaffen und bietet somit vielfältige
Möglichkeiten der Nutzung.
Möglich gemacht wird das durch den Aufbau der Plattform. Das als Fachwerkskonstruktion
ausgeführte Deck der Plattform ruht auf den durch Planen begrenzten Luftkissen. Dies
bedingt die aufwendig zu modellierende Krafteinwirkung zwischen flexiblem Luftkissen und
der starren Fachwerkskonstruktion. Dieser wurde mit der Software RFEM des Herstellers
Dlubal modelliert. Des Weiteren werden darin sämtliche Belastungen, die auf die Plattform
einwirken, hervorgerufen durch Aufbauten, Eigengewicht und Wind, berücksichtigt und in
die Berechnung der auftretenden Stabkräfte miteinbezogen. Außerdem errechnet sich der
benötigte Innendruck der Luftkammern aus diesen Belastungen.
Ein Überblick über die Stabkräfte führt zu einem eindeutigen Belastungsmuster und zu den
am stärksten belasteten Stäben, auf welche dann besonderes Augenmerk bei der
Qualitätskontrolle sowie der Wartung der Plattform gelegt werden kann.
Ein weiterer Bestandteil dieser Arbeit ist die Detailbetrachtung der Kräfte auf ein
Verbindungselement welches zwei Stäbe der Fachwerksstruktur verbindet. Die zuvor
errechneten Maximallasten werden auf ein Verbindungselement aufgebracht und die
Bauteilbelastung mittels der Methode der finiten Elemente ermittelt.
Des Weiteren wurde ein System zur Lagestabilisierung der Plattform entwickelt, welches die
Diffusion oder beschädigungsbedingten Luftvolumenverluste sowie betriebsbedingte
Veränderungen der Luftdruckanforderungen der Luftkissen erkennt und ausgleicht. Damit
wird sichergestellt, dass auch bei wechselnden Belastungsfällen, die Plattform stets eben
und ruhig im Wasser liegt.

Luftkissenplattform,Solarkraftwerke,