Segmentierungstechnik für ultralange Windkraft-Rotorblätter
Das Exponat zeigt eine bei uns am DLR entwickelte Verbindungstechnik für Rotorblätter von Windenergieanlagen: Die spezielle Bolzenverbindung ist deutlich belastbarer als die am Markt etablierten Konzepte. Wir erreichen dies durch zwei technologische Neuheiten: Die eingesetzten Faser-Metall-Laminate können höhere Kräfte aufnehmen als konventionelle Laminate und radial und axial vorgespannte Bolzen verteilen die Last besser als konventionelle Bolzen im Laminat. Unsere Verbindungstechnik ermöglicht es, ultralange Rotorblätter in zwei Segmenten zu fertigen. Das erleichtert den Transport deutlich.
Treiber dieser Entwicklung ist die weitere Kostenreduktion: In den letzten Jahrzehnten konnten die Stromgestehungskosten von Windenergie-Anlagen bereits deutlich gesenkt werden, insbesondere durch die Entwicklung immer größerer Anlagen. Setzt sich dieser Trend fort, werden Onshore-Rotorblätter mit über 100 Metern Länge noch vor dem Jahr 2030 auf den Markt kommen. Neben sinkenden Kosten treiben auch begrenzte Ausbauflächen diese Entwicklung voran: Mit wenigen großen Anlagen lässt sich auf gleicher Fläche mehr Windenergie erzeugen als mit vielen kleinen. Denn die größeren Anlagen nutzen die stärkeren Höhenwinde. Das Größenwachstum trägt somit wesentlich zu einer wirtschaftlichen Energiewende bei minimaler Raumnutzung bei.
Den Vorteilen stehen jedoch logistische Herausforderungen gegenüber: Mit zunehmender Länge der Rotorblätter wird ihr der Transport schwieriger. Enge Kurven sind oft nur durch Eingriffe wie Baumfällungen oder die Demontage von Infrastruktur passierbar. Manche Standorte sind gar nicht erreichbar. Auch der Blattanschluss wird zum Problem: Brücken mit meist 4,5 Meter Durchfahrthöhe erlauben nur Blattanschluss-Durchmesser bis etwa vier Metern. Unsere Technologie überwindet diese Grenzen mit segmentierten Rotorblättern und schlanken Blattanschlüssen. Dies ermöglicht den Einsatz von Onshore-Rotorblättern mit bis zu 150 Meter Länge, wodurch der Preis für Windenergie weiter sinken kann.
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Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR)
Institut für Systemleichtbau
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Bilder: ©DLR