Intelligente Rotorblätter stellen sich eigenständig auf Windgegebenheiten ein

Die deutsche Windindustrie ist mit Spitzentechnologie im internationalen Wettbewerb sehr gut aufgestellt / Foto: HB
Die deutsche Windindustrie ist mit Spitzentechnologie im internationalen Wettbewerb sehr gut aufgestellt / Foto: HB

(WK-intern) – “Smart Blades” – Intelligente Rotorblätter für hohe und zuverlässige Anlagenleistung

BMU: ZUR FORSCHUNG IM BEREICH ERNEUERBARER ENERGIEN

Rotorblätter von Windenergieanlagen einfach immer größer zu bauen, um ihnen mehr Leistung abzugewinnen, ist mit der herkömmlichen Technologie ab einem gewissen Punkt nicht mehr möglich. Intelligente Rotorblätter oder auch “Smart Blades” versprechen dafür eine Lösung, indem sie so konstruiert werden, dass sie sich eigenständig auf lokale und schnell wechselnde Windgegebenheiten einstellen können, ohne dafür mehr Material einsetzen zu müssen. Um Machbarkeit und Effizienz solcher Systeme zu zeigen, haben sich das Deutsche Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) als Koordinator, das Fraunhofer-Institut für Windenergie- und Energiesystemtechnik (IWES) sowie das ForWind – Zentrum für Windenergieforschung an den Universitäten Hannover und Oldenburg in dem Forschungsprojekt “Smart Blades” zusammengeschlossen, um den heimischen Unternehmen der Windenergieindustrie Konstruktionsunterlagen für die neuen Rotorblattsysteme anbieten zu können.

Generell geht der Entwicklungstrend in der Windenergie zu größeren Rotorblättern. Der Energieertrag pro Anlage lässt sich so erhöhen und wegen der hohen Installationskosten, vor allem auf dem Meer, deren Wirtschaftlichkeit steigern. Zudem kann durch größere Rotorblätter bereits bei niedrigen Windgeschwindigkeiten die Nennleistung erreicht werden, wodurch die Anlage zuverlässig und vorhersagbarer einspeisen kann. Zwei grundlegende Probleme gehen jedoch damit einher: Zum einen kann die Schwingung der immer größeren Blätter ab einem gewissen Punkt nicht mehr durch die bisherigen Regelungssysteme ausgeglichen werden. Zum anderen steigen Eigengewicht und somit die Kosten der Anlagen bei einfacher Skalierung schneller an als die dazugewonnene Leistung. Smart Blades sollen Abhilfe schaffen, indem sie die aerodynamischen Lasten reduzieren und so zur Einsparung von Fertigungsmaterial für das Rotorblatt führen können. Längere Rotorblätter können installiert werden und eine Energieversorgung auch bei schwachem Wind ermöglichen.

Die Projektpartner entwickeln sowohl passive als auch aktive Smart Blades. Passive Smart Blades reagieren auf aerodynamische Laständerungen, indem sie sich verbiegen und gleichzeitig um die eigene Achse drehen. Dadurch wird der Anströmwinkel verändert und der Laständerung entgegengewirkt. Aktive Smart Blades erreichen dieses Ziel mit Hilfe gesteuert verformbarer Teile oder verstellbarer Klappen. Das BMU fördert das Projekt mit rund 12 Millionen Euro.

PM: BMU

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