Smart Blades: Entwicklung und Konstruktion intelligenter Rotorblätter

Die Entwicklung intelligenter Rotorblätter für künftige Anlagengenerationen steht im Fokus des Verbund-Projekts „Smart Blades“. Die Forscher erwarten von Smart-Blade-Technologien eine deutliche Reduktion der Lasten, die auf die Rotorblätter einwirken. Hierdurch wird ein aerodynamisch optimiertes und leichteres Design von Windenergieanlagen ermöglicht, sodass weniger Material für den Bau der Anlage eingesetzt werden muss. Durch Designänderungen können neben den Kosten für das Material auch Logistikkosten eingespart und die Lebensdauer der Anlage erhöht werden.

Derzeit werden Rotorblätter in voller Länge aus dem Wind gedreht, wenn der Wind zu stark weht. Inzwischen überstreichen die neuen, bis zu 85 Meter langen Blätter bei jeder Umdrehung eine Fläche, die mehreren Fußballfeldern entspricht. Die Böigkeit des Windes führt aber zu sehr unterschiedlichen Windverhältnissen innerhalb dieser großen Fläche, sodass ein pauschales und relativ langsames Verstellen des gesamten Rotorblattes dies nicht berücksichtigen kann. Daher soll nun durch bewegliche Vorflügel, Hinterkanten und andere Systeme die lokale Strömung genauer und schneller beeinflusst werden.

Zu den Smart-Blade-Technologien gehören Rotorblatthinterkanten, die sich in Ihrer Form verändern können und Klappen, die bei Bedarf den Wind umlenken. Sehr große Rotorblätter, die mit solchen Mechanismen ausgestattet sind, können gezielt Böen ausregeln und Leistungsschwankungen verringern. Dadurch kann die Schadensanfälligkeit reduziert und eine längere Lebensdauer erreicht werden. Solche aktiven Technologien werden in der Luftfahrt bereits erprobt und sollen nun auch in der Windenergie Anwendung finden.

Dabei dürfen die Rotorblätter durch die aktiven Mechanismen nicht fehleranfälliger, schwerer und wartungsintensiver werden, damit sich die Stromgestehungskosten nicht erhöhen. Ziel des Forschungsprojektes ist es daher, die Machbarkeit, die Effizienz und die Zuverlässigkeit von Smart Blades unter Beweis zu stellen.