Fraunhofer-Institut für Windenergie und Energiesystemtechnik
IWES: Rotorblattprüfung in neuer Dimension
Im Fraunhofer-Institut für Windenergie und Energiesystemtechnik IWES kommen Rotorblätter bis zu 90 m Länge auf den Prüfstand. Das Institut testet neue Design- und Materialvarianten und optimiert sie gegebenenfalls als Vorbereitung auf die Zertifizierung.
Durch statische und zyklische Ganzblatttests lässt sich die Degradation in Rotorblättern während der 20-jährigen Nutzungsphase in wenigen Monaten prognostizieren. Dazu stehen dem Institut sowohl ein Prüfstand für Blattlängen bis 70-Meter Länge zur Verfügung, der seit 2009 in Betrieb ist sowie ein weiterer Prüfstand für Blattlängen bis zu 90-Meter, der seit 2011 in Betrieb ist.
Herzstück des 90-Meter Prüfstands ist ein kippbarer Einspannblock von 1000 t Gewicht, der sehr großen Lasten ausgesetzt ist. Der 14 x 12 x 12,5 m große Stahlkoloss, positioniert auf einem Spezialfundament, fixiert Rotorblätter bei der Prüfung. Da er einen Neigungswinkel bis zu 20 Grad einnehmen kann, lässt sich auch die Spitze von sehr großen Blättern vollständig durchbiegen.
Die Möglichkeit, den Kippblock zu Befestigung des Rotorblatts senkrecht zu fahren, beschleunigt den Testaufbau und bietet große Flexibilität durch eine mögliche Anpassung des Rotorblattwinkels auch während des Tests. Während des statischen Tests wird der Einspannblock kontinuierlich hydraulisch gekippt und gleichzeitig Belastungen über Seile auf das Rotorblatt aufgetragen.
Bei dynamischen Ermüdungstests ist es möglich, das Rotorblatt sowohl in vertikaler als auch horizontaler Richtung zu belasten. Die unterschiedliche Verteilung des Biegemoments entlang des Rotorblatts lässt sich durch die Veränderung von Zusatzmassen oder eine leichte Variation der Testfrequenz anpassen. Bei dynamischen Tests in Eigenfrequenz reduziert sich der Energiebedarf im Vergleich zu quasi-statischen Ermüdungstests erheblich.
Bi-axiale Ermüdungstests
Zudem hat das Fraunhofer IWES neue Methoden für bi-axiale Ermüdungstests von Rotorblättern entwickelt, die eine simultane Belastung in Schlag- und Schwenkrichtung ermöglichen. Mit dieser zeit- und kostensparenden Prüfmethode lässt sich eine realistischere Belastungssituation erzeugen.
Bei dynamischen Ermüdungstests ist es möglich, das Rotorblatt sowohl in vertikaler als auch horizontaler Richtung zu belasten. Die unterschiedliche Verteilung des Biegemoments entlang des Rotorblatts lässt sich durch die Veränderung von Zusatzmassen oder eine leichte Variation der Testfrequenz anpassen. Bei dynamischen Tests in Eigenfrequenz reduziert sich der Energiebedarf im Vergleich zu quasi-statischen Ermüdungstests erheblich.
Zudem hat das Fraunhofer IWES neue Methoden für bi-axiale Ermüdungstests von Rotorblättern entwickelt, die eine simultane Belastung in Schlag- und Schwenkrichtung ermöglichen. Mit dieser zeit- und kostensparenden Prüfmethode lässt sich eine realistischere Belastungssituation erzeugen.
