Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Rotorblätter im Härtetest

01.04.2011
Windenergieanlagen werden immer größer – sie könnten schon bald einen Rotordurchmesser von 180 Metern erreichen. Dafür benötigt man Prüfanlagen, in denen die riesigen Rotorblätter Belastungstests unterzogen werden. Forscher eröffnen in Kürze einen rekordverdächtigen Teststand für Blätter von bis zu 90 Metern Länge.

Wie mächtig ein Windrad ist, merkt man besonders, wenn man direkt neben ihm steht und die riesigen Blattspitzen herabsausen sieht. Gut 60 Meter messen die Rotorblätter der weltgrößten Anlagen heute – so viel wie drei schwere Lkws mit Auflieger hintereinander. Und sie sollen weiter wachsen.


In der neuen Testhalle können Ingenieure künftig Rotorblätter von bis zu 90 Metern Länge Belastungsprüfungen unterziehen.

Vor allem für den Einsatz besonders leistungsstarker Windenergieanlagen auf hoher See peilen die Hersteller in den nächsten zehn Jahren Blattlängen von bis zu 90 Metern an. Die Prototypen dieser Blatt-Monster werden getestet und zertifiziert, ehe die Serienproduktion beginnt. Entsprechend groß müssen die Testanlagen sein.

Testhalle für 90-Meter-Rotorblätter

Das Fraunhofer-Institut für Windenergie und Energiesystemtechnik IWES in Bremerhaven rüstet sich bereits jetzt für die Rotorblatt-Riesen. Im Frühsommer wird eine fast 30 Meter hohe Testhalle eingeweiht, in der Rotorblätter von bis zu 90 Metern Länge Belastungsprüfungen unterzogen werden können. Herzstück dieser Testanlage ist ein fast 1000 Tonnen schwerer Stahlbetonblock, der sich wie eine Klappbrücke kippen lässt. Mit ihm kann man die riesigen Rotorblätter wie einen Strohhalm verbiegen. Zunächst wird das Rotorblatt an seinem dicken Ende, dem Flansch, mit dem Kippblock fest verschraubt, so dass es wie eine leicht geöffnete Klappbrücke schräg nach oben in die Halle ragt. Dann montieren die Techniker entlang des Blattes Halteseile, die es am Hallenboden fixieren.

Außerdem montieren sie Hydraulikzylinder auf dem Hallenboden, über die kontrolliert Lasten auf das Blatt aufgetragen werden können. Sind alle Seile und Zylinder in Position, wird der Kippblock aktiv. Hydraulisch wird der Koloss langsam nach hinten gekippt. Dabei verbiegt sich das am Boden verspannte Blatt wie ein Lineal, das man an der Tischkante herab drückt. 25 Meter Durchbiegung an der Blattspitze werden bei solchen Tests spielend erreicht.

Langzeittest über vier Monate

Die IWES-Forscher haben bereits Erfahrung mit dem Test von Rotorblättern. So wurde in Bremerhaven 2009 eine Testhalle für Blätter mit einer Länge von bis zu 70 Metern in Betrieb genommen. Einen Kippblock aber gibt es in dieser Halle nicht. »Die Stärke des hydraulischen Kippblocks ist, dass der Testaufbau ideal angeordnet werden kann und dass er einen hochpräzisen und schnellen Test möglich macht«, sagt Falko Bürkner, Gruppenleiter Rotorblattprüfungen am IWES – etwa bei den Extrembelastungstests. Bei solchen Prüfungen wird das Blatt bis zur errechneten Maximalbelastung durchgespannt – 100 Prozent Last. Für die Hersteller ist das ein banger Moment. Hat man korrekt gerechnet, robust konstruiert? Natürlich werden mit dem Kippblock nicht nur Extrembelastungen getestet. Man ahmt auch das Drehen der Rotorblätter nach. So ändert sich mit jeder Umdrehung die Belastung – zunächst rauscht das Blatt in voller Fahrt hinab, dann wieder saust es mit Macht aufwärts. Durch dieses Auf und Ab wirken ständig wechselnde Kräfte auf den Kohle- oder Glasfaserkunststoff ein. »In keinem anderen rotierenden technischen System, gibt es so viele Lastwechsel mit derart hohen Materialbelastungen«, sagt Bürkner. Auch das wird in der Halle simuliert: Ein kleiner Hydraulikzylinder drückt und zieht im Sekundenrhythmus am Blatt und versetzt es so in seine Eigenschwingung – sowohl horizontal, als auch vertikal. Rund vier Monate dauert eine Prüfung mit allen Extrembelastungs- und Langzeittests. In dieser Zeit werden auf das Rotorblatt die Lasten aufgebracht, denen es normalerweise in einer 20-jährigen Betriebsdauer standhalten muss. Bürkner fühlt sich mit der neuen Halle für die Zukunft gut gerüstet.

»Wir sind bereits jetzt für das nächste Jahr ausgebucht – obwohl die Halle erst am 9. Juni 2011 eröffnet wird.« Auf der Hannover Messe (Halle 27, Stand H 24) zeigt das IWES vom 4. bis 8. April 2011 einen 3-D-Film über den Ablauf einer biaxialen Rotorblattprüfung. Zudem informieren die Experten über neue Testmöglichkeiten. Für die Öffentlichkeit öffnet das Rotorblatttestzentrum am 11. Juni mit einem Tag der offenen Tür von 11 bis 16 Uhr seine Pforten.

Falko Bürkner | Fraunhofer Mediendienst
Weitere Informationen:
http://www.fraunhofer.de/presse/presseinformationen/2010-2011/16/rotorblaetter-im-haertetest.jsp

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Energie und Elektrotechnik:

nachricht DFKI-Roboter erkunden autonom Lavahöhlen auf Teneriffa
21.11.2017 | Deutsches Forschungszentrum für Künstliche Intelligenz GmbH, DFKI

nachricht Digitale Messtaster von WayCon – höchst präzise und vielseitig einsetzbar
14.11.2017 | WayCon Positionsmesstechnik GmbH

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Energie und Elektrotechnik >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Kleine Strukturen – große Wirkung

Innovative Schutzschicht für geringen Verbrauch künftiger Rolls-Royce Flugtriebwerke entwickelt

Gemeinsam mit Rolls-Royce Deutschland hat das Fraunhofer-Institut für Werkstoff- und Strahltechnik IWS im Rahmen von zwei Vorhaben aus dem...

Im Focus: Nanoparticles help with malaria diagnosis – new rapid test in development

The WHO reports an estimated 429,000 malaria deaths each year. The disease mostly affects tropical and subtropical regions and in particular the African continent. The Fraunhofer Institute for Silicate Research ISC teamed up with the Fraunhofer Institute for Molecular Biology and Applied Ecology IME and the Institute of Tropical Medicine at the University of Tübingen for a new test method to detect malaria parasites in blood. The idea of the research project “NanoFRET” is to develop a highly sensitive and reliable rapid diagnostic test so that patient treatment can begin as early as possible.

Malaria is caused by parasites transmitted by mosquito bite. The most dangerous form of malaria is malaria tropica. Left untreated, it is fatal in most cases....

Im Focus: Transparente Beschichtung für Alltagsanwendungen

Sport- und Outdoorbekleidung, die Wasser und Schmutz abweist, oder Windschutzscheiben, an denen kein Wasser kondensiert – viele alltägliche Produkte können von stark wasserabweisenden Beschichtungen profitieren. Am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) haben Forscher um Dr. Bastian E. Rapp einen Werkstoff für solche Beschichtungen entwickelt, der sowohl transparent als auch abriebfest ist: „Fluoropor“, einen fluorierten Polymerschaum mit durchgehender Nano-/Mikrostruktur. Sie stellen ihn in Nature Scientific Reports vor. (DOI: 10.1038/s41598-017-15287-8)

In der Natur ist das Phänomen vor allem bei Lotuspflanzen bekannt: Wassertropfen perlen von der Blattoberfläche einfach ab. Diesen Lotuseffekt ahmen...

Im Focus: Ultrakalte chemische Prozesse: Physikern gelingt beispiellose Vermessung auf Quantenniveau

Wissenschaftler um den Ulmer Physikprofessor Johannes Hecker Denschlag haben chemische Prozesse mit einer beispiellosen Auflösung auf Quantenniveau vermessen. Bei ihrer wissenschaftlichen Arbeit kombinierten die Forscher Theorie und Experiment und können so erstmals die Produktzustandsverteilung über alle Quantenzustände hinweg - unmittelbar nach der Molekülbildung - nachvollziehen. Die Forscher haben ihre Erkenntnisse in der renommierten Fachzeitschrift "Science" publiziert. Durch die Ergebnisse wird ein tieferes Verständnis zunehmend komplexer chemischer Reaktionen möglich, das zukünftig genutzt werden kann, um Reaktionsprozesse auf Quantenniveau zu steuern.

Einer deutsch-amerikanischen Forschergruppe ist es gelungen, chemische Prozesse mit einer nie dagewesenen Auflösung auf Quantenniveau zu vermessen. Dadurch...

Im Focus: Leoniden 2017: Sternschnuppen im Anflug?

Gemeinsame Pressemitteilung der Vereinigung der Sternfreunde und des Hauses der Astronomie in Heidelberg

Die Sternschnuppen der Leoniden sind in diesem Jahr gut zu beobachten, da kein Mondlicht stört. Experten sagen für die Nächte vom 16. auf den 17. und vom 17....

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

Tagung widmet sich dem Thema Autonomes Fahren

21.11.2017 | Veranstaltungen

Neues Elektro-Forschungsfahrzeug am Institut für Mikroelektronische Systeme

21.11.2017 | Veranstaltungen

Raumfahrtkolloquium: Technologien für die Raumfahrt von morgen

21.11.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Neue Gene für das Risiko von allergischen Erkrankungen entdeckt

21.11.2017 | Studien Analysen

Wafer zu Chip: Röntgenblick für weniger Ausschuss

21.11.2017 | Informationstechnologie

Nanopartikel helfen bei Malariadiagnose – neuer Schnelltest in der Entwicklung

21.11.2017 | Biowissenschaften Chemie