Design und Fertigung von Rotorblättern

Im Rahmen des Projektes entwickeln Wissenschaftler ein Blattdesign für ein 40 Meter langes Rotorblatt. Nach diesem Computermodell baut das Fraunhofer IWES im nächsten Schritt zwei Rotorblätter. Diese Blätter durchlaufen an der DTU experimentelle Tests, um sie absichtlich unter kontrollierten Bedingungen zu beschädigen.

„Wir wollen das Verständnis über das Strukturverhalten von Rotorblättern erweitern. Daher haben wir ein Projekt aufgesetzt, in dem Blattdesign, Fertigung und Test unter Kontrolle der Projektpartner sind. Dadurch können wir auftretende Schäden über die gesamte Lebensdauer des Projektes mit fortschrittlichen numerischen und experimentellen Methoden untersuchen. Das ist in der Rotorblattforschung einzigartig und ermöglicht es uns, komplexe Schadensmodelle zu validieren“, erklärt Projektleiter Dipl.-Ing. Florian Sayer.

Um ein breites Spektrum unterschiedlicher Schadensarten abzudecken, werden Produktionsfehler in die Rotorblätter integriert – wie zum Beispiel fehlerhafte Klebnähte sowie Schäden in Verbund- oder Sandwichmaterialien. Diese Testblätter werden beim dänischen Projektpartner DTU Ganzblatttests unterzogen. Dabei wird genau darauf geachtet, wie sich die Schäden unter Belastung verhalten.

„Die Vision des Projektes ist es, für jedes gefertigte Rotorblatt einen „digitalen Zwilling“ zu haben, um sowohl den aktuellen Zustand als auch den zukünftigen Zustand zu jedem Zeitpunkt im Lebenszyklus des Blattes automatisiert per Zustandsüberwachung bestimmen zu können. Es sollen Methoden entwickelt werden, die diese Überwachung in der Phase von Auslegung, Betrieb und Instandhaltung ermöglichen“, erklärt Projektleiter Kim Branner von DTU Wind Energy.
 

Verbesserung der strukturellen Zuverlässigkeit

Die deutschen und dänischen Projektpartner wollen darüber hinaus Komponententests durchführen und Modelle zur Materialermüdung sowie zur Schadensvorhersage entwickeln. Vom Projekt ReliaBlade erwarten die Projektpartner einen signifikanten Fortschritt bei der strukturellen Zuverlässigkeit von Rotorblättern. Da die Blätter einen Großteil der Kosten für eine Windenergieanlage ausmachen und die Kosten für Reparatur und Instandhaltung relativ hoch sind, kann die angestrebte Verbesserung einen wichtigen Beitrag leisten. Die Ergebnisse sollen dazu beitragen, dass die Windindustrie die Kosteneffizienz steigern und die Energiegestehungskosten senken kann – und damit ihre internationale Wettbewerbsfähigkeit verbessert.
 

Zum deutschen Projektteil:

• gefördert vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (BMWi) mit 6,5 Mio. EUR
• Partner: Fraunhofer IWES und Leibniz-Universität Hannover
• Kontakt: Willi Wroblewski, willi.wroblewski@iwes.fraunhofer.de
   

Zum dänischen Projektteil:

• gefördert durch das Energy Technology Development and Demonstration Program (EUDP) der Dänischen Energie Agentur mit 5,9 Mio. EUR
• Gesamtvolumen: 11,1 Mio. EUR
• Partner: DTU Wind Energy, Vestas Wind Systems A/S, LM Wind Power A/S, IBM Denmark ApS, FORCE Technology, Siemens Industry Software NV (SISW), CEKO Sensors ApS, Dantec Dynamics GmbH, Blade Test Centre A/S (BLAEST), Zebicon A/S, Olsen Wings A/S und DTU Compute
• Kontakt: Kim Branner, kibr@dtu.dk