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Flexible Rotorblätter machen Windenergieanlagen effizienter
05.12.2016

Intelligent auf Windlasten reagieren

Windenergieanlagen werden immer größer. Damit steigen die Lasten, die auf die Rotorblätter wirken. Bisherige Bauweisen stoßen an ihre Grenzen. Sogenannte Smart Blades reagieren passiv oder mit aktiven Bauteilen auf wechselnde Windbedingungen. Das neue BINE-Projektinfo „Das Klügere gibt nach“ (16/2016) stellt drei verschiedene Technologien vor.

Passive Smart Blades können sich bei starkem Wind nicht nur durchbiegen, sondern auch axial verdrehen. Damit verändert sich der Anströmwinkel und dies wirkt automatisch der Laständerung entgegen. Die Untersuchungen der Wissenschaftler zeigten, dass sich flexible, 80 Meter lange Blätter in Sichelform dafür besonders gut eignen. Eine spezielle Anordnung der Fasern im Rotorblattinneren ergänzt diesen Ansatz. Hierbei werden die Faserlagen nicht nur in Längsrichtung gelegt, sondern auch diagonal von der Vorderkante zur Hinterkante des Blattes.

Aktive Smart Blades erreichen den gleichen Effekt mit Hilfe verformbarer Teile oder verstellbarer Klappen. Dazu erklärt Projektleiter Dr. Jan Teßmer vom Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR): „Aktive Elemente müssen grundsätzlich intensiver gewartet werden, daher müssen die Mechanismen für Smart Blades robust und wirtschaftlich sein.“ Ein Beispiel dafür sind sogenannte Hinterkanten-Klappen. Die beweglichen Teile sind steuerbar und regulieren die Lasten an jedem Blatt einzeln und lokal. Integrierte Vorflügel reagieren schnell auf aerodynamische Kräfte bei turbulenten Einströmungen. Die Wissenschaftler testeten diese unter anderem in Versuchen im Windkanal.

In einem nächsten Schritt erproben die Forscher die verschiedenen Konzepte in Feldversuchen. Das Forschungsprojekt fand unter Leitung des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt statt.

Merkzettel

Projektinfo
(4 Seiten, pdf, 442 kB)

Bilder zum Download

Hinweis: Alle hier downloadbaren Abbildungen dürfen nur im Kontext einer Berichterstattung zu diesem Forschungsprojekt verwendet werden.

Das BINE-Projektinfo „Das Klügere gibt nach“ (16/2016)

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Abbildung 1: Im Binnenland und auf See müssen Rotorblätter  rasch wechselnden Windlasten standhalten. Wissenschaftler entwickeln sogenannte Smart Blades, die flexibel darauf reagieren können. (© Nordex SE)

Abbildung 1
Im Binnenland und auf See müssen Rotorblätter rasch wechselnden Windlasten standhalten. Wissenschaftler entwickeln sogenannte Smart Blades, die flexibel darauf reagieren können (© Nordex SE)

Abbildung 2: Die Übersicht zeigt die drei untersuchten Technologien: passive Smart Blades (Technologie 1), Smart Blades mit aktiven Hinterkanten (Technologie 2) und mit aktivem Vorflügel (Technologie 3). (© DLR)

Abbildung 2
Die Übersicht zeigt die drei untersuchten Technologien: Passive Smart Blades (Technologie 1), Smart Blades mit aktiven Hinterkanten (Technologie 2) und mit aktivem Vorflügel (Technologie 3). (© DLR)