Fraunhofer IWES sagt Erosion von Windkraftanlagen den Kampf an

Bremerhaven – Windkraftanlagen müssen eine Menge aushalten: Regen, Hagel, Sand, salziges Meerwasser, Schmutz – all das sorgt für eine beschleunigte Erosion der Anlagen.

Forscher des Fraunhofer Instituts für Windenergie und Energiesystemtechnik (IWES) entwickeln nun mit Partnern aus Forschung und Industrie einen Teststand, mit dessen Hilfe witterungsbeständigere Beschichtungen für Rotorblätter entwickelt werden sollen.

Erosion – Gefahr für Windkraftanlagen
Besonders die Rotorblätter von Windkraftanlagen sind starken Umweltbelastungen ausgesetzt. Diese führen zu Verschmutzungen und Erosion der Beschichtung. UV-Strahlung und Temperaturwechsel verstärken diesen Effekt noch, so dass schließlich durch Rissbildung eine Verschlechterung der aerodynamischen Eigenschaften der Flügel die Folge sein kann. Neben kürzeren Wartungs- und Instandhaltungsmaßnahmen führt dies zu vermehrter Geräuschbildung sowie einer geringeren Effizienz. Das ganze ist ein Teufelskreis: Um die sinkende Effizienz auszugleichen, müssen sich die Flügel der Anlage schneller drehen. Dies verstärkt aber zusätzlich noch die Erosion der Beschichtung.

Grundlagenforschung für widerstandsfähigere Beschichtungen
Hersteller und Betreiber haben daher ein nachvollziehbares Interesse an widerstandsfähigeren Beschichtungen für Windkraftanlagen. Das Fraunhofer IWES setzt nun mit der Entwicklung eines Teststandes, in dem die Beständigkeit von Beschichtungen getestet werden kann, einen Grundstein zur Lösung des Problems frühzeitiger Erosion. Im Rahmen des Verbundprojekts „Regenerosion an Rotorblättern“ entsteht ein klimatisierter Teststand mit rotierenden Armen, in der Modellflügel mit einer Blattspitzengeschwindigkeit bis zu 160 m/s getestet werden können. „Die Testbedingungen sind hierbei variabel – Umlaufgeschwindigkeiten und klimatische Bedingungen können entsprechend realer Einsatzbedingungen der jeweiligen Rotorblätter individuell eingestellt werden“, erläutert Projektmitarbeiter Benjamin Buchholz. „Die nötigen Grundlagen bieten uns Wetter-und Betriebsdatenaufzeichnungen. So möchten wir gleichermaßen die Qualität des Prüfstandes als auch die Validität der erhaltenen Ergebnisse sicherstellen.“

Die Beurteilung der Schadensmechanismen dient als Grundlage für die Optimierung von Beschichtungsmaterialien wie Folien und Lacke und für das Einleiten weiterer Maßnahmen wie z.B. Änderung der WEA-Betriebsführung oder Anpassung der Wartungsintervalle. Künftig können verbesserte Beschichtungen die Effizienz der Anlagen erhöhen sowie Kosten auf Seiten der Betreiber senken.

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