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Neue Methoden sollen es ermöglichen, den Fokus der Prüfungen auf die sensiblen Bereiche des Rotorblatts zu legen.
© Fraunhofer IWES/Diether Hergeth
Prüfmethoden
25.01.2016

Rotorblätter kostengünstig testen

Je länger die Rotorblätter von Windenergieanlagen sind, desto größer sind auch die auf sie einwirkenden Kräfte. Die Anforderungen an die Bauteile steigen – und damit die Anforderungen an die Prüfmethoden. Es gilt einerseits, die Blätter möglichst dauerhaft haltbar zu konstruieren. Auf der anderen Seite sollen sie möglichst leicht und kostenoptimal gefertigt werden. Ist ein Kompromiss gefunden, muss dieser aber nachvollziehbar überprüft werden: am Computer und in der Praxis.

Um die Prüfmethoden von großen Rotorblättern von Windenergieanlagen zu verbessern, arbeiten Wissenschaftler des Fraunhofer-Instituts für Windenergie und Energiesystemtechnik IWES an einem im Dezember 2015 gestarteten Forschungsvorhaben. Im Fokus der Entwickler stehen die immer größer und elastischer werdenden Rotorblätter. Das Ziel ist es, mit möglichst wenig Aufwand – und daraus resultierend geringen Kosten – die Qualität der Prüfung zu verbessern. „Wir möchten die Prüfzeit von derzeit bis zu einem Jahr signifikant verkürzen“, erklärt der zuständige Abteilungsleiter im Bereich Strukturkomponenten Florian Sayer. Außerdem soll sich die Qualität der Prüfung verbessern.

Die Entwickler untersuchen alle Bereiche, auf die es bei der Rotorblattentwicklung zu Material- und Bauteilprüfungen ankommt. Genauer gesagt: Sie müssen sich methodisch für Blattsegmente, Blattabschnitte und Komponenten eignen. Um Rückschlüsse auf die Bauteile zu erhalten, leiten die Forscher Kräfte in die Strukturen ein. An den großen Blattwurzelsegmenten von 100 Meter großen Blättern werden zyklische Biegemomente von +/- 50 MNm eingeleitet. Dadurch entstehen auch Lastspitzen, die mit den realen Belastungen beim Betrieb nicht immer identisch sind. Dabei gilt es zu beachten, dass die ungewollt auftretenden Überlasten bei größer werdenden Bauteilen ebenfalls ansteigen. Eine Kernaufgabe des Vorhabens ist es daher zu ermitteln, wie sich die Prüfmethoden anpassen lassen, um das zu reduzieren.

Das IWES betreibt mehrere Teststände für große Anlagen

Mit Prüfständen und deren Betrieb haben die Mitarbeiter des Fraunhofer IWES bereits viel Erfahrung: Auf dem Gelände in Bremerhaven wurde im Oktober 2015 der neue Gondelprüfstand DyNaLab eingeweiht. Hier ist es möglich, komplette Gondeln der Multi-Megawatt-Klasse mechanisch und elektrisch zu überprüfen. Außerdem betreibt es ein Prüfzentrum für Rotorblätter, an dem schon jetzt Rotorblätter für Offshore-Windenergieanlagen getestet werden.

(am)

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Infotipp

Gondeln im Schnelldurchlauf testen
BINE-Projektinfo 15/2014

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Das Informationssystem EnArgus bietet Angaben zur Forschungsförderung, so auch zu diesem Projekt.