Prüfung für XXL-Rotorblätter

Das Fraunhofer IWES entwickelt neue Methoden für die wirtschaftliche Prüfung von Rotorblättern mit Längen bis zu 115 m.

Für die Förderung des Projekts „Zukunftskonzept Betriebsfestigkeit Rotorblätter Phase II“ wurden dem Fraunhofer-Institut für Windenergie und Energiesystemtechnik IWES rund 12 Mio. EUR bewilligt. Ende 2019 wird ein neuer Teststand in Bremerhaven errichtet, der ein sehr großes Prüffeld für Ganzblatttests sowie Aufbauten für den Segment- und Komponententest umfasst. Er soll im Jahr 2021 betriebsbereit sein. Ein 11m x11 m großer Prüfblock, der bei Bedarf auch an künftig steigende Blattlängen anpassbar ist, wird das Herzstück dieser Einrichtung bilden. Darüber hinaus bietet der Prüfstand auch die Möglichkeit, Segment- und Komponententests durchzuführen – ein Novum in der Windindustrie.

Neben den hohen Lasten, die bei einer Ganzblattprüfung auftreten, ist auch die Prüfdauer bei sehr großen Blättern eine Herausforderung – diese ist jedoch nur indirekt durch die Größe bedingt. Zudem können in der Ganzblattprüfung nicht alle Bereiche eines Rotorblattes detailliert untersucht und statistisch abgesichert abgebildet werden. Prüfvorrichtungen für Komponenten und -segmente können diese Lücke schließen. Durch den Einsatz neuer Methoden liefern sie detailliertere Aussagen zu kritischen Bereichen von Rotorblättern.

„Große, unabhängige Prüfstände sind ein wichtiger Baustein für unsere anstehenden Entwicklungen von Offshore-Windenergieanlagen der nächsten Generation. Neue Konzepte wie die experimentelle Prüfung von Komponenten und Segmenten sind daher extrem interessant für uns“, erklärt Flemming Kløcker Grove, Senior Project Manager bei MHI Vestas Offshore Wind.

Da die Untersuchung von Segmenten, zum Beispiel der Hinterkante eines Blattes, kostengünstiger ist als eine Ganzblattprüfung, soll es für Hersteller zukünftig möglich sein, mehrere Versuche zu einem Bauteil durchzuführen und durch die höheren Stückzahlen statistisch relevantere Ergebnisse zu erzielen. Bestimmte Schadensmechanismen können bei diesen Untersuchungen gezielt ausgelöst und genau nachvollzogen werden.

„Es geht nicht nur darum, längere Blätter zu testen – wir wollen auch intelligenter testen und damit unsere Position als führendes Institut für Rotorblatttests ausbauen“, sagt Steffen Czichon, Leiter der Abteilung Rotorblatt.

Ziel des Projekts „Zukunftskonzept Betriebsfestigkeit Rotorblätter Phase II“ ist es sicherzustellen, dass eine experimentelle Prüfung sehr langer Rotorblätter für Hersteller auch weiterhin wirtschaftlich umsetzbar ist. Durch neue Prüfverfahren zur Untersuchung von Komponenten und Segmenten wird die Aussagekraft der Versuche wesentlich erhöht und ein genaueres Verständnis kritischer Bereiche erzielt. Somit lassen sich Rotorblätter zukünftig noch exakter auslegen – zudem gewicht- und kostensparend.

sk