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Rotorblätter maschinell fertigen

Rotorblätter tragen zu rund einem Fünftel zu den Gesamtkosten einer Onshore-Windenergieanlage bei. Das ist auf den hohen Anteil an Handarbeit und die verwendeten Materialien zurückzuführen. Formen werden für das sogenannte Vakuum-Infusionsverfahren mit Glasfaserbahnen belegt. Danach wird mittels Vakuum das Harz injiziert, das die Bahnen verklebt. Nach der Aushärtung werden die Segmente zu einem Blatt zusammengefügt und lackiert. Das geschieht überwiegend manuell.

Doch wie lassen sich Rotorblätter sowie neue Designansätze für z. B. die passive Biege-Torsions-Kopplung künftig schneller, kostengünstiger und in besserer Qualität herstellen? Daran arbeiten Wissenschaftler des Fraunhofer-Instituts für Windenergie und Energiesystemtechnik IWES mit Partnern. Im Projekt BladeMaker wollen sie die Produktionskosten um mehr als 10% senken. Das wollen sie u. a. mit einer automatisieten Ablage von Glasfaserlagen und einzelnen Rovings erreichen. So können auch komplexe Legemuster hergestellt und somit innovative Blattstrukturen gefertigt werden. Neben Prozessen geht es aber auch um neue Materialien – innovative Epoxidharze, polyurethan-basierte Kern-Materialien und Klebstoffe – und das Rotorblattdesign. Das Bremerhavener Demozentrum nahm zu diesem Zweck den Betrieb im April 2016 auf. Kernstück ist ein Portalsystem mit zwei unabhängig fahrbaren, schienengebundenen Brücken. Es arbeitet so präzise wie eine Standard-Fräsmaschine, jedoch kann es viel mehr als fräsen. Die verschiedenen Produktionsschritte, die sonst unterschiedliche Maschinen bewältigen, führt diese Maschine durch.

Bis Herbst 2017 wollen die IWES-Experten ein 18 Meter langes Rotorblattsegment mit dem Portalsystem herstellen – Bewährungsprobe und gleichzeitig Abschluss des Verbundprojektes. Zudem testen sie, wie sich das Blatt automatisch von Kleberesten befreien und für die Lackierung optimal vorbereiten lässt. Langfristig soll das Blade-Maker-Demozentrum als nationale und internationale Anlaufstelle für Forschung und Entwicklung der Rotorblattfertigung dienen.

Projektinfo 16/2016:
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Adressen

Projektkoordination, Entwurfs- und Fertigungsmethoden für adaptive Blatttechnologien
DLR, Standort Braunschweig

Vorarbeiten für die industrielle Einführung
Leibniz Universität Hannover, ISD

Aeroelastische und strukturelle Modelle
Fraunhofer IWES

Turbulenzbeschreibung, Aerodynamik, Aeroelastik, Anlagendynamik sowie Sensorik und Regelung
ForWind

Service

BINE-Projektinfo 16/2016
(PDF, 4 Seiten, 442 kB)

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