(WK-intern) – In der Entwicklung von Windkraftwerken geht es zu großen Teilen darum, die Anlagen möglichst störungsresistent, effizient und langlebig zu konzipieren. Eine Aufgabe, die nicht immer einfach zu realisieren ist. Vor allem, wenn der Faktor der höchst unterschiedlichen Einsatzgebiete mit einbezogen wird. Denn die Rahmenbedingungen, unter denen Windräder etwa in Offshore Windparks, in Höhenlagen oder aber auch im Flachland im Umfeld mit zig anderen Anlagen arbeiten, sind mitunter sehr verschieden ausgestaltet. Die Windkraftwerke sollen jedoch allen Umfeldern gerecht werden und an jedem Ort wirtschaftlich arbeiten. Um dieses Ziel zu erreichen, kommen auf Ingenieure hohe Anforderungen zu. Gleichzeitig ist es gefordert, jedes noch so klein erscheinende Potenzial in der Herstellung und Entwicklung zu nutzen, um die Anlagen zu verbessern und damit Wirtschaftlichkeit und Lebensdauer zu erhöhen.

Neue Verfahren der Materialvorbehandlung vermeiden Turbulenzen

Ein wesentliches Risiko für Windkraftanlagen besteht durch Vibrationen und Turbulenzen hervorgerufene Schäden. Läuft die Anlage nicht rund, da etwa die Flügel des Rotors Ungleichmäßigkeiten aufweisen, kann dies auf Dauer die Lebensdauer der gesamten Anlage reduzieren und mitunter auch den Output und damit die Wirtschaftlichkeit negativ beeinflussen. Die saubere und fehlerfreie Fertigung der Flügel hat somit oberste Priorität. Nicht umsonst werden die Windkraftanlagen immer wieder routinemäßigen Checks unterzogen, um auch kleinste Risse oder Beschädigungen an der Anlage auszumachen, die wiederum zu Folgeschäden führen können.

Um solche Fehler bereits bei der Erstinstallation der Anlagen ausschließen zu können, kommen heute bei der Anfertigung der Flügel modernste Technologien zum Einsatz. Ein vielversprechendes Feld, das die Windkrafthersteller neu für sich entdeckt haben, ist das der Plasmatechnologie. Dieses Verfahren ermöglicht es, durch den Einsatz von Plasma die Oberflächen des Rotors vollständig und sauber vorzubehandeln. Auf diese Weise lässt sich gewährleisten, dass auch die anschließend aufgetragenen Beschichtungen langfristig und sicher haften und weniger anfälliger für Verschleißspuren und Beschädigungen sind. Dieser Vorbehandlungsschritt kann daher dazu führen, dass der Wartungsaufwand geringer ausfällt und damit auch die Ausfallzeiten und Kosten auf niedrigem Niveau gehalten werden können.

Wie wirkt Plasma-Technologie?

Das Ziel beim Einsatz von Plasmaverfahren ist eine möglichst hohe Materialfreiheit. Das bedeutet, Rückstände aus vorhergegangenen Fertigungsprozessen und Materialbehandlungen, aber auch z.B. Staubpartikel von der Oberfläche restlos zu entfernen, bevor der nächste Verarbeitungsschritt wie etwa eine Beschichtung oder ein Klebeverfahren zum Einsatz kommen. Dadurch, dass die zu behandelnde Oberfläche vollständig von Rückständen aller Art befreit wurde, lassen sich auch Unebenheiten, potenzielle Bruch- und Rissstellen sowie Fehler in der nachfolgenden Schicht vermeiden. Darüber hinaus haften Beschichtungen und Klebstoffe deutlich besser, sodass die Oberflächen eine deutliche Qualitätssteigerung erfahren. Grundsätzlich stehen dabei das Arbeiten mit Niederdruckplasma und das Arbeiten mit Atmosphärendruckplasma zur Verfügung, wobei sich erste Variante besonders gut für Vorbehandlungsprozesse eignet.

Plasmaeinsatz an Verbindungsstellen

Insbesondere in der Windenergieerzeugung, wo große Kräfte auf die Rotoren und den Turm wirken, sind es vor allem die Verbindungs- und Nahtstellen, die einer besonderen Behandlung bedürfen. Überall dort, wo Nieten, Schrauben vorhanden sind und Verbindungen geschaffen werden, ist die Gefahr von Beschädigungen durch die enormen Windkräfte groß. Der Einsatz von Plasma zur Oberflächenbehandlung beugt auch hier Schäden vor und schafft sichere und lang haltende Verbindungen. Das Ergebnis sind weniger Vibrationen, geringere Turbulenzen und ein reibungsloserer Ablauf in der Stromerzeugung. Die Plasmaverfahren lassen sich dank teilautomatisierter und automatisierter Anlagen nahtlos in bestehende Fertigungsprozesse integrieren und damit sehr einfach umsetzen. Eine laufende Prozesskontrolle sorgt dafür, dass alle Parameter im Verfahren auf Idealzustand sind und damit beste Ergebnisse erzielt werden. Dabei werden etwa Gasdruck, Leistung, Gasfluss, Arbeitsspannung oder Verschleiß stets überwacht. Die Reinigung und Vorbereitung von Oberflächen erfolgt somit automatisch, hoch wirksam und bei Weitem professioneller als es manuell durchführbar wäre. Mit diesem vermeintlich kleinen Schritt lassen sich hohe Investitionen schützen, wie sie etwa bei Windparks die Regel sind.

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