13. DEZEMBER 2018

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Zuverlässigkeit von Rotorblättern steigern


Im Förderprojekt "Reliablade" bündeln die Danmarks Tekniske Universitet (DTU) und das Fraunhofer-Institut für Windenergiesysteme IWES ihre Kompetenzen, um die wissenschaftliche Zusammenarbeit zu stärken und europäischen Industriepartnern innovative Dienstleistungen bieten zu können.

Im Rahmen des Projektes mit einem Gesamtbudget von 17,6 Millionen Euro entwickeln Wissenschaftler ein Blattdesign für ein 40 Meter langes Rotorblatt. Nach diesem Computer-Modell baut das Fraunhofer IWES im nächsten Schritt zwei Rotorblätter. Diese Blätter durchlaufen an der DTU experimentelle Tests, um sie absichtlich unter kontrollierten Bedingungen zu beschädigen.

„Wir wollen das Verständnis über das Strukturverhalten von Rotorblättern erweitern. Daher haben wir ein Projekt aufgesetzt, in dem Blattdesign, Fertigung und Test unter Kontrolle der Projektpartner sind. Dadurch können wir auftretende Schäden über die gesamte Lebensdauer des Projektes mit fortschrittlichen numerischen und experimentellen Methoden untersuchen. Das ist in der Rotorblattforschung einzigartig und ermöglicht es uns, komplexe Schadensmodelle zu validieren“, erklärt Projektleiter Dipl.-Ing. Florian Sayer.

Um ein breites Spektrum unterschiedlicher Schadensarten abzudecken, werden Produktionsfehler in die Rotorblätter integriert – wie zum Beispiel fehlerhafte Klebnähte sowie Schäden in Verbund- oder Sandwichmaterialien. Diese Testblätter werden beim dänischen Projektpartner DTU Ganzblatttests unterzogen. Dabei wird genau darauf geachtet, wie sich die Schäden unter Belastung verhalten.

„Die Vision des Projektes ist es, für jedes gefertigte Rotorblatt einen „digitalen Zwilling“ zu haben, um sowohl den aktuellen Zustand als auch den zukünftigen Zustand zu jedem Zeitpunkt im Lebenszyklus des Blattes automatisiert per Zustandsüberwachung bestimmen zu können. Es sollen Methoden entwickelt werden, die diese Überwachung in der Phase von Auslegung, Betrieb und Instandhaltung ermöglichen“, erklärt Projektleiter Kim Branner von DTU Wind Energy.

Die deutschen und dänischen Projektpartner wollen darüber hinaus Komponententests durchführen und Modelle zur Materialermüdung sowie zur Schadensvorhersage entwickeln. Vom Projekt 'Reliablade' erwarten die Projektpartner einen signifikanten Fortschritt bei der strukturellen Zuverlässigkeit von Rotorblättern. Da die Blätter einen Großteil der Kosten für eine Windenergieanlage ausmachen und die Kosten für Reparatur und Instandhaltung relativ hoch sind, kann die angestrebte Verbesserung einen wichtigen Beitrag leisten. Die Ergebnisse sollen dazu beitragen, dass die Windindustrie die Kosteneffizienz steigern und die Energiegestehungskosten senken kann – und damit ihre internationale Wettbewerbsfähigkeit verbessert.

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