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Fraunhofer IWES startet Bau von Prüfstand für XXL-Rotorblätter

© Fraunhofer IWES© Fraunhofer IWESBremerhaven - Test- und Prüf-Infrastrukturen haben eine hohe Bedeutung für die Entwicklung immer größerer Windenergieanlagen. In Bremerhaven startet das Fraunhofer IWES die Bauarbeiten für einen dritten Rotorblatt-Prüfstand, in dem modernste XXL-Blätter geprüft werden können.

Qualitativ hochwertig konstruierte und optimal designet Rotorblätter sind essenziell für die Performance und Zuverlässigkeit von Windenergieanlagen. Umfangreiche Tests und die Prüfung neuer Rotorblätter auf leistungsfähigen Prüfeinrichtungen haben daher eine hohe Bedeutung. Die Untersuchungen sind jedoch langwierig, Testinfrastrukturen dagegen knapp. Da Rotorblätter im Zuge des Anlagenupscalings zudem immer länger werden, müssen auch die Prüfstände mitwachsen. Am Fraunhofer IWES Institutsstandort in Bremerhaven wird ein neuer Prüfstand errichtet, mit dem auch ultralange Offshore-Rotorblätter getestet werden können.

Test von ultralangen Rotorblättern mit mehr als 120 m Länge möglich
Genau vor zehn Jahren hatte das Fraunhofer IWES seine 90 Meter Testhalle für die Prüfung von Rotorblättern in Betrieb genommen. In den letzten fünf Jahren sind die Abmessungen für Rotorblätter der neuesten Generation allerdings von knapp 90 Meter auf 115 Meter angestiegen und erreichen damit die Länge eines Fußballfeldes. Eine rasante Entwicklung, die selbst Branchenkenner so nicht erwartet hatten. Für den Test von XXL-Blättern fehlte dem Fraunhofer Institut daher bislang die passende Infrastruktur. Das wird sich mit dem Bau des neuen Teststandes für XXL-Rotorblätter ändern. Künftig können dann in Bremerhaven am Standort Fischereihafen modernste Prototypen von über 120 Meter langen Blättern geprüft werden. Durch die Hafenlage ergibt sich zudem der Vorteil, dass über den Seeweg angelieferte lange Blätter nur einen kurzen Weg bis zur Prüfhalle haben.

Rund 19 Mio. Euro fließen in den Aufbau der Prüfinfrastruktur sowie die Entwicklung neuer Methoden zur Untersuchung von Rotorblatt-Teilsegmenten. Davon übernimmt das Bundesministerium für Wirtschaft und Energie mit 14,8 Mio. Euro den Großteil der Förderung. Das Land Bremen und das Bundesministerium für Bildung und Forschung unterstützen das Infrastrukturprojekt mit rund 4 Mio. Euro EFRE-Mitteln.

Modularer Prüfblock auch bei wachsenden Rotorblattlängen einsetzbar
Der erste sichtbare Schritt des Prüfstandbaus ist die Verankerung von 175 Stützpfählen im Sandboden des Baugeländes. Sie stellen sicher, dass die enormen Lasten, die während der Prüfungen auftreten, abgeleitet werden können. Ein Portalkran für die Anhebung der Rotorblatt-Giganten ist auf die Traglast von 120 Tonnen ausgelegt. Der nächste Meilenstein ist die Fertigstellung der Prüfhalle bis Jahresende.

Dann folgt in 2022 die Einrichtung des 600 Tonnen schweren Prüfblocks und der Messtechnik. Der Block kann gekippt werden und das Blatt über eine entsprechende Vorrichtung um 180 Grad am Block gedreht werden. Zudem ist die Konstruktion erweiterbar und umrüstbar - falls Veränderungen am Markt Anpassungen erforderlich machen sollten.

Durch die Entwicklung neuer Methoden wollen die Rotorblattexperten vom IWES auch intelligenter prüfen. So wird beispielsweise die Entwicklung biaxialer Ganzblatttests vorangetrieben. Bei dieser Prüfmethode wird das Rotorblatt sowohl in Schlag- als auch in Schwenkrichtung entlang seiner Quer- und Längsachse in Bewegung versetzt und das Strukturverhalten unter Belastung mit Sensoren gemessen. So kann eine besonders realistische Lastenverteilung nachgestellt werden.

Auch das mit großen Vorteilen verbundene segmentierte Testen von Rotorblattteilstücken soll angewendet und methodisch weiterentwickelt werden. Durch die höheren Eigenfrequenzen der Segmente gegenüber dem gesamten Rotorblatt kann die Prüfzeit erheblich verkürzt werden - im Einzelfall um mehrere Monate. Somit lassen sich die Flügel zukünftig noch exakter auslegen - gewicht- und aus Sicht der Hersteller kostensparend.

© IWR, 2021


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21.05.2021

 



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