Regenerosionsprüfstand. ©Bild: Fraunhofer IWES

IWES: Schutzkonzept für Regenerosion an Rotorblättern

(IWES) Schneller als ein Formel-1-Wagen: Der neue Regenerosionsprüfstand des Fraunhofer IWES beschleunigt ein Modellrotorblatt auf 550 km/h, um die abrasive Wirkung von Regentropfen auf der Oberfläche zu testen. Aufrauhungen und Beschädigungen der Lacke und Beschichtungen können die aerodynamischen Eigenschaften einer Windenergieanlage beeinträchtigen und damit die Performance verschlechtern.


Die Beschädigungen beeinträchtigen die aerodynamischen Eigenschaften einer Windenergieanlage und verschlechtern damit die Performance. Die Wissenschaftler vertiefen mit dem Prüfstand ihr Verständnis des Schädigungsvorganges und entwickeln auf dieser Basis wirkungsvolle Schutzkonzepte. Ein völlig anderer Ansatz für Effizienzsteigerung ist der kompakte Nabengenerator, der auf der Messe WindEnergy Hamburg vom 23.-26.9. am Gemeinschaftsstand des Forschungsverbundes Windenergie (B6.472) gezeigt wurde.

Grösse von Regentropfen regulieren
Der Regenschirm ist in Hamburg ein beliebtes, viel genutztes Accessoire. Die Hanseaten hätten daher sicher auch gern einen Schalter, um je nach Vorhaben die Grösse von Regentropfen zu regulieren. Diese technische Möglichkeit bietet ein neuer Prüfstand für Regenerosion des Fraunhofer IWES. Die Wissenschaftler nutzen diese Möglichkeit gezielt, um bestimmte Schädigungsprofile an Rotorblättern zu erhalten. Gemeinsam mit Unternehmen aus der chemischen Industrie haben sie im Rahmen des BMWi-geförder-ten Projektes „Regenerosion an Rotorblättern“ einen klimatisierten Teststand mit rotierenden Armen entwickelt.

Darin kann die Beständigkeit von Rotorblattbeschichtungen gegen Regenerosion unter voller Klimatisierung (UVA-Einfluss, variabler Tropfengrösse, Temperatur, Salzumgebung) nachvollzogen und bewertet werden. Durch die Optimierung von Beschichtungssystemen für Rotorblätter sollen Schäden vermieden, Wartungsintervalle verlängert und somit Kosten gesenkt werden.

Geringere Wartungsintensivität
Ein weiterer Ansatz für die Steigerung der Wirtschaftlichkeit des Betriebs von Windenergieanlagen durch geringere Wartungsintensivität ist ein modifizierter Antriebsstrang, der auf der Messe am Modell gezeigt wird. Kernkomponente des neuen Konzepts ist die integrierte Generatorbauweise. Hierbei sind die Rotorblätter direkt auf dem Generator angebracht und nicht wie bisher mit einer Nabe vor dem Maschinenhaus verbunden. Der aerodynamische Rotor ist dabei mit dem Rotor des zur Stromerzeugung notwendigen Generators gekoppelt und treibt diesen ohne die Zwischenschaltung eines zusätzlichen Getriebes direkt an.

Neu ist auch die Leichtbauweise aus Aluminiumguss, die Transport und Installation der Komponenten - insbesondere bei Offshore-Anlagen - signifikante vereinfachen kann.

Text: Fraunhofer-Institut für Windenergie und Energiesystemtechnik (IWES)

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