We4Ce, ein niederländischer Anbieter von Rotorblattbuchsen, hat diesen Monat ein internationales Patent für seine „Re-FIT“-Buchsen für die Vor-Ort-Reparatur im Windpark angemeldet.

(WK-intern) – Die neue Methode bietet bis zu 60 Prozent Kosteneinsparungen und erspart dem Betreiber monatelange Ausfallzeiten.

Ältere Anlagen profitieren von einer verlängerten Lebensdauer, da eine Reparatur beim Hersteller oder eine Verschrottung – die herkömmlichen Alternativen – nicht mehr erforderlich sind.

Ein sicherheitskritisches Bauteil, die Blattwurzelbuchsen, auch Einsätze genannt, verbinden das Rotorblatt mit der Nabe.

„Die Beschädigung von Blattwurzelbuchsen ist ein so großes Problem, dass es weitere Forschung rechtfertigt. Wir glauben, dass dieses Problem zunimmt, auch im Offshore-Bereich. Betroffen sind eine Reihe von Windkraftanlagen, von 1,5 MW bis 3 MW und Blattlängen von 40 m bis 60 m, und das in jedem Alter. In der Regel tritt das Problem nach Ablauf der Garantiezeit auf“, sagt Arnold Timmer, Geschäftsführer und Mit-Inhaber von We4Ce.

Defekte Buchsen, die bei der Herstellung im Blatt verklebt werden, lassen sich nur schwer entfernen und präzise ersetzen. Eine Ersatzbuchse muss nicht nur eine starke mechanische Verbindung haben, sondern auch eine zuverlässige und gleichmäßige Verklebung, um die Buchse im Rotorblatt zu fixieren: Das ist der Kern des neuen Patents von We4Ce.

Bei der neuen Reparaturmethode wird das Rotorblatt vor Ort demontiert und im Windpark repariert. Die beschädigten Buchsen werden durch Präzisionsbearbeitung herausgezogen und ersetzt. Mehrere Rotorblätter können innerhalb von wenigen Wochen repariert werden.

Zuvor wurde das gesamte Rotorblatt zur Reparatur an den Hersteller transportiert, was mit einer teuren Logistik, CO2-Emissionen und langen Ausfallzeiten verbunden war und einen erheblichen Verlust an Jahresertrag bedeutete.

Das Patent bezieht sich auf das Klebeverfahren und das Design. Ein Einlassrohr, das in den Hohlraum der Buchse eingeführt wird, dient dazu, Epoxydharz in die Enden der Buchse einzubringen, wo ein eigenentwickelter Stahl-Harzspender befestigt ist. Das Harz wird dann mit Hilfe eines Vakuumverfahrens gleichmäßig an der Außenseite der Buchse verteilt, so dass das Klebematerial gleichmäßig zum Flansch der Buchse hinauf fließen kann. Der gewählte Durchmesser des kreisförmigen Spenders erleichtert die Zentrierung und präzise Platzierung des Bauteils, was früher eine Herausforderung war.

Die Reparaturen von We4Ce bieten Einsparungen von bis zu 60 Prozent im Vergleich zu den Kosten für ein neues Blatt. Die Lösung ist für Windparks mit mehr als zehn beschädigten Blattwurzeln geeignet. Diese Kalkulation beinhaltet die Einrichtungskosten und den Einsatz einer speziellen CNC-Maschine vor Ort, mit der die beschädigten Einsätze ausgebohrt werden. Dazu kämen die Kosten der Ausfallzeiten, die eine Reparatur beim Hersteller zwangsläufig mit sich bringt. Lose Buchsen werden in der Regel bei der Inspektion der Blattwurzelverbindung entdeckt. Risse in der Dichtungsmasse zwischen Nabe und Blattwurzel können auf eine lockere Buchse hinweisen.

„Die Re-FIT-Methode ist ideal für Anlagen mit einer Restlebensdauer von 40-60 Prozent, kann aber auch für neuere Windkraftanlagen verwendet werden. Das spart die hohen Kosten der Reparatur beim Hersteller, einschließlich der zusätzlichen Transportkosten und der längeren Ausfallzeit der Anlage. Ältere Rotorblattmodelle sind nicht immer verfügbar, was bedeutet, dass manchmal die gesamte Windkraftanlage entsorgt wird, was ein Umweltproblem darstellt“, sagt Arnold Timmer.

Da der Aufruf zu einem europaweiten Verbot der Deponierung ausgemusterter Rotorblätter ab dem Jahr 2025 stärker wird, dürfte die neue Reparaturlösung von We4Ce eine wertvolle Alternative zur Verschrottung darstellen.

Lose Buchsen beeinträchtigen die Wurzelintegrität und das Blatt kann abfallen

Buchsen sind eine wichtige tragende Strukturkomponente, die das Rotorblatt über Bolzen mit der Nabe der Windkraftanlage verbinden. Jede Buchse muss eine ausreichende Haftfestigkeit aufweisen, um Kräften von bis zu 1000 kN standhalten zu können, was der Kraft von bis zu 50 Pkw entspricht, die gleichzeitig am Blatt ziehen.

„Wenn die Buchse nicht stabil befestigt ist, verringert sich die tragende Fläche. Dadurch wird die Verbindung geschwächt und es erhöhen sich zwangsläufig die Spannungen, was letztlich die Lebensdauer der Blätter verringert“, erklärt Timmer.

Ursachen für beschädigte Buchsen

Bevor ein Reparaturauftrag angenommen wird, führt We4Ce eine Ursachenanalyse durch, die Kernkompetenz des Unternehmens.

„Polyester, in das die Buchse bei der Herstellung in das Blatt eingebettet wurde, ist im Vergleich zu Epoxydharz anfälliger für Schrumpfung. Wenn das Polyester nicht gleichmäßig um den Einsatz herum verteilt wurde, können Mikrorisse entstehen, die die Klebefläche verringern“, sagt Timmer.

„Früher wurden die Blätter mit höheren Reservefaktoren hergestellt. Wenn dieser Spielraum aus Kostengründen verringert wird, führt dies zu einer geringeren Toleranz gegenüber Belastungsschwankungen in der Fertigung und vor Ort,“ so Timmer.

We4Ce arbeitet mit Danish CNC Onsite zusammen, einem Unternehmen, das sich auf die Präzisionsbearbeitung von Windkraftanlagekomponenten spezialisiert hat, um einen kombinierten Reparaturservice anzubieten.

Über We4Ce

We4Ce mit Hauptsitz in Almelo, Niederlande, verfügt über mehr als 25 Jahre Erfahrung in der Konstruktion von Rotorblättern, mit Blattwurzelbuchsen-Konzepten in Größen von M20 bis M42, mit auswechselbaren Rotorblattspitzen sowie der Re-FIT-Methode zur Reparatur von Blattwurzelbuchsen und der Ursachenanalyse. In enger Zusammenarbeit mit Windparkbetreibern führt das We4Ce-Forschungslabor eine Reihe von Ermüdungstests und Extrembelastungstests für verschiedene Größen und Parameteränderungen durch, um die Entwicklung von Buchsen für Hersteller zu unterstützen. We4Ce arbeitet auch mit dem Prüfinstitut TNO zusammen: Für Großmusterprüfungen und für die Zulassung durch Zertifizierungsstellen wie TÜV und UL.

PM: We4Ce B.V.

PB: We4Ce patentiert seine Re-FIT-Blattwurzelbuchsen und erfüllt damit die Nachfrage nach Reparaturen vor Ort / ©: We4Ce B.V.