Neue BINE-Projektinfo Technologievergleich: Flexible Rotorblätter

Die Übersicht zeigt die drei untersuchten Technologien: Passive Smart Blades (Technologie 1), Smart Blades mit aktiven Hinterkanten (Technologie 2) und mit aktivem Vorflügel (Technologie 3).
Die Übersicht zeigt die drei untersuchten Technologien: Passive Smart Blades (Technologie 1), Smart Blades mit aktiven Hinterkanten (Technologie 2) und mit aktivem Vorflügel (Technologie 3).

Windenergieanlagen werden immer größer. Damit steigen auch die Lasten, die auf die Rotorblätter wirken. Wo herkömmliche Bauweisen an Grenzen stoßen, reagieren so genannte Smart Blades flexibel auf wechselnde Windbedingungen. Die BINE-Projektinfo »Das Klügere gibt nach« stellt drei Technologien vor.

In einem Forschungsprojekt unter Leitung des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt (DLR) untersuchten die Wissenschaftler des FIZ Karlsruhe – Leibniz-Institut für Informationsinfrastruktur die Vor- und Nachteile passiver und aktiver Smart Blades. Detaillierte Informationen über die Konzepte fasst die neue BINE-Projektinfo zusammen. Erste Erkenntnisse:

Passive Smart Blades…

…können sich bei starkem Wind nicht nur durchbiegen, sondern auch axial verdrehen. Damit verändert sich der Anströmwinkel und dies wirkt automatisch der Laständerung entgegen. Untersuchungen der Wissenschaftler zeigten, dass sich flexible, 80 Meter lange Blätter in Sichelform dafür besonders gut eignen. Eine spezielle Anordnung der Fasern im Rotorblattinneren ergänzt diesen Ansatz. Hierbei werden die Faserlagen nicht nur in Längsrichtung gelegt, sondern auch diagonal von der Vorderkante zur Hinterkante des Blattes.

Aktive Smart Blades…

…erreichen den gleichen Effekt mit Hilfe verformbarer Teile oder verstellbarer Klappen. Dazu erklärt Projektleiter Dr. Jan Teßmer vom Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR): »Aktive Elemente müssen grundsätzlich intensiver gewartet werden, daher müssen die Mechanismen für Smart Blades robust und wirtschaftlich sein.« Ein Beispiel dafür sind so genannte Hinterkanten-Klappen. Die beweglichen Teile sind steuerbar und regulieren die Lasten an jedem Blatt einzeln und lokal. Integrierte Vorflügel reagieren schnell auf aerodynamische Kräfte bei turbulenten Einströmungen. Die Wissenschaftler testeten diese unter anderem in Versuchen im Windkanal.

In einem nächsten Schritt erproben die Forscher die verschiedenen Konzepte in Feldversuchen.

Die BINE-Projektinfo ist kostenfrei beim BINE Informationsdienst des FIZ Karlsruhe erhältlich.