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Abb. 2 Die 70 m und 90 m langen Testhallen wurden in der Nähe des Hafenbeckens errichtet, um die Anlieferung per Schiff zu vereinfachen.
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Dynamische Schwingungen bis zur Ermüdung

Der zweite Test ist der Nachweis der Ermüdungsfestigkeit der Struktur, der sogenannte „zyklische“ bzw. „dynamische“ Belastungstest. Allgemein gilt: Wechselnde Belastung erträgt das Blatt weniger gut als statische; sie ermüden das Material. Blätter von WEA drehen sich relativ langsam, die auftretenden Zentrifugalkräfte können daher vernachlässigt werden. Die Belastung ergibt sich ausschließlich aus den Biegemomenten, welche durch Windlasten erzeugt werden. Die Rotorblätter werden im Prüfstand mittels eines auf dem Blatt montierten Elektromotors, auf dessen Welle sich ein exzentrisch angebrachtes Gewicht befindet, in Schwingung versetzt (nahe ihrer Eigenfrequenz). Über die Längskante sind Rotorblätter steifer und haben daher in dieser Ebene eine höhere Eigenfrequenz. Langzeittests werden meistens in Eigenfrequenz durchgeführt, weil sich der Energiebedarf neben Zeit und Kosten bei diesen zyklischen Tests erheblich reduziert.

Bei einachsigen uniaxialen Ermüdungstests wird das Rotorblatt dabei sowohl in vertikaler als auch horizontaler Richtung separat belastet; also in Schlagrichtung oder in Schwenkrichtung. Bei zweiachsigen biaxialen Ermüdungstests wird das Blatt gleichzeitig in Schlag- und Schwenkfrequenz angeregt. Beginnende Schäden zeigen sich oft schon durch die Veränderung des Schwingungsverhaltens. Über die Breitseite des Blattprofils wird es 5 Millionen Mal zyklisch gebogen. Ein solcher Volltest dauert 3 Monate.

Merkzettel

Adressen

Kompetenzzentrum Rotorblatt
Fraunhofer IWES – Bremerhaven

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