Neuer Rotorblatt-Spoiler steigert Energieertrag und Lebensdauer

© EvobladeBremen - Eine gemeinsame Entwicklung des Spin-Offs Evoblade in Bremen und der Deutschen Windtechnik für die Nachrüstung von Rotorblättern kann den Energieertrag von Windenergieanlagen deutlich steigern. Gleichzeitig erhöht sich die Lebensdauer der Rotorblätter.

Rotorblätter haben einen wesentlichen Einfluss auf die technische und wirtschaftliche Performance von Windenergieanlagen. Die Ergebnisse einer Side-by-Side-Studie zur Wirkung des Hinterkantenspoilers „EvoFlap“ bestätigen nun, dass mit der patentierten Technologie die aerodynamische Strömung im Bereich der Rotorblattwurzel verbessert werden kann. Das steigert die Effizienz und die Leistung der Windenergieanlage und optimiert die Lebensdauer der mit EvoFlap ausgestatteten Rotorblätter.

EvoFlap bringt 6 Prozent Mehrertrag und erhöht Lebensdauer von Rotorblättern
Das Windenergie-Start-up Evoblade, eine Ausgründung des Institute of Aerospace Technology (IAT) der Hochschule Bremen, hat mit Unterstützung der Deutschen Windtechnik und der Wirtschaftsförderung Bremen einen nachrüstbaren Spoiler für Rotorblätter entwickelt. Ziel war es, die aerodynamische Strömung im Bereich der Blattwurzel zu verbessern und die Eigenschaften von Bestands-Windenergieanlagen (WEA) technisch und wirtschaftlich zu optimieren.

Die Ergebnisse einer bereits durchgeführten Studie (Projektlaufzeit 08/2015 - 03/2019) haben bestätigt, dass der jährliche Energieertrag AEP (annual energy production) durch die Ausstattung der Rotorblätter mit dem Hinterkantenspoiler gesteigert werden kann. Jüngste Ergebnisse einer Untersuchung im realen Einsatz zeigen nun eine AEP-Steigerung von 6 Prozent bei einer jährlichen durchschnittlichen Windgeschwindigkeit von 7 m/s. Neben der Erhöhung des Mehrertrags konnte zudem nachgewiesen werden, dass EvoFlap die Biege- und Torsionssteifigkeit des Rotorblattes erhöht, was sich positiv auf die Lebensdauer des Rotorblattes auswirkt. „So ist, in Abhängigkeit von der Nutzungsdauer der EvoFlap, eine mögliche Verlängerung von 1,2 bis 2,6 Jahren über die maximale Laufzeit von 20 Jahren hinaus nachweisbar“, so Dr.-Ing. Frank Kortenstedde, Gründer und CEO von Evoblade.

Für die Validierung der jährlichen Energieerzeugung wurde das Unternehmen ROMO Wind mit einer unabhängigen Leistungsüberwachung via iSpin-Spinner-Anemometertechnologie beauftragt. Die Messung der Windgeschwindigkeit vor der Turbine hat den Vorteil, dass die Referenzwindgeschwindigkeit ungestört und direkt gemessen wird. Neben dieser Testturbine wurde als Referenzturbine eine zweite (benachbarte) Turbine des gleichen Typs mit der iSpin-Technik ausgestattet.

EvoFlap-Nachrüstung ohne Demontage - Anpassung an unterschiedliche Rotorblatt-Typen möglich
Prinzipiell kann EvoFlap an unterschiedliche Rotorblatt-Typen angepasst werden. Als Basis für die durchgeführten Analysen wurde der Anlagentyp NEG Micon NM 82 mit einer Nennleistung von 1,5 MW und einer Rotorblattlänge von 40 m ausgewählt. Das dafür entwickelte Strömungselement in GFK-Sandwich-Bauweise hat eine Gesamtlänge von 10 m. Es ist in sieben Segmente aufgeteilt, um die Montage direkt am hängenden Rotorblatt zu ermöglichen. „Das Blatt muss für die EvoFlap-Montage nicht aufwendig demontiert werden, wodurch sich Aufwand und Kosten reduzieren. Auch wird die Blattstruktur durch das Aufkleben der Segmente nicht beschädigt, die EvoFlap fügt sich harmonisch in das Blattdesign ein“, betont Evoblade CEO Kortenstedde.

Die EvoFlap ist theoretisch bei allen Windenergieanlagen anwendbar, die im Bereich der Blattwurzel über ein schlankes Design verfügen. Das Strömungselement bietet sich als Nachrüstlösung oder für Hersteller von Windenergieanlagen an, muss jedoch für den jeweiligen Blatt-Typ an die individuellen Gegebenheiten angepasst werden. „Auch wenn die Nachrüstung mit Strömungselementen nicht in allen Fällen zum Zug kommt und die Erstausstattung eine Sache der Anlagenhersteller ist, engagieren und unterstützen wir solche Forschungsprojekte sehr gerne und freuen uns, nach vorne hin mitarbeiten zu können“, so Deutsche Windtechnik-Vorstand Matthias über die Beteiligung der Deutschen Windtechnik an der Entwicklung von EvoFlap.