SegBlaTe: Segmented Blade Technology

Das Längenwachstum von Rotorblättern und die Erhöhung von Rotordurchmessern haben sich in den letzten Jahren verstetigt, ein Ende des Trends ist nicht abzusehen. Besonders bei Onshore-Windenergieanlagen stoßen Betreiber zunehmend auf logistische Schwierigkeiten: Im Rahmen des Forschungsprojektes „SegBlaTe“ wird geprüft, ob die Teilung der Blätter für den Transport eine wirtschaftliche Alternative darstellen kann. Dafür ist die Entwicklung einer Technologie zur Verbindung von Rotorblattsegmenten notwendig. Dies soll die Teilung des Rotorblatts in zwei oder mehr Längenelemente ermöglichen. Die Endmontage erfolgt dann entweder in der Produktionsstätte oder am Errichtungsort der Anlage.

Dafür müssen die segmentierten Blätter über spezielle Verbindungen verfügen, um die Einzelteile wieder fest zusammenfügen zu können. Eine neuartige Fügetechnologie, die bisher nur auf Laborebene Anwendung gefunden hat, wird im Rahmen des Projektes auch auf Sub-Komponenten, Komponenten und ganze Rotorblätter übertragen. Strukturkonzepte und Designannahmen werden überprüft und anhand eines experimentellen Tests validiert.

Ein 20 Meter langes Rotorblattsegment wird dafür vom DLR gefertigt und im BladeMaker Fertigungszentrum des Fraunhofer IWES wird zur mechanischen Bearbeitung der Fügestellen ein neuer Prozess zur Erreichung der erforderlichen Präzision trotz großer Abmessungen entwickelt, um die Blattsegmente verbinden zu können. Anschließend wird das Blatt einer Strukturprüfung unterzogen. Anhand eines von Nordex gefertigten Onshore-Blattes jenseits der 50 Meter wird die Verbindungstechnik zudem strukturmechanisch validiert. Acoustic Emission- und Thermographiemessungen werden angepasst, um verlässliche Werte zu den Trennstellen zu liefern. Bei der biaxialen Strukturprüfung der zusammengefügten Rotorblätter wird ein umfangreiches „structural health monitoring“ durchgeführt. Dies ist besonders wichtig, da eine optimierte Auslegung der Trennstelle für Blätter in diesem Bereich entscheidend für eine optimale Performance ist.

Ziel des Projektes ist es, das Potenzial von segmentierten Blättern zu bewerten. Und damit letztlich dem weiteren Längenwachstum Vorschub zu leisten.