Glasfaserverstärkte Kunststoffe für Offshore-Windenergierotoren

Im vorangehenden Artikel „Aufbau und Bestandteile von Rotorblättern im Offshore-Bereich“ wurden glasfaser- und carbonfaserverstärkte Kunststoffe (GFK bzw. CFK) als elementare Bestandteile von Rotorblättern für Windkraftanlagen im Offshore-Bereich angesprochen.

Eine weitere, relativ moderne Ausgestaltungsvariante von Rotorblättern auf der Basis von glasfaserverstärktem Kunststoff stellt ein glasfaserverstärktes Duroplastharzsystem in Form eines Epoxydharzverbundsystems als ein durch Kondensation, also durch den Stoffübergang vom gasförmigen in den flüssigen Aggregatzustand, von Epichlorhydrin mit Diphenylolpropan und anschließender Versetzung mit entsprechenden Härtern gefertigter Kunststoff innerhalb zweier metallischer Halbschalen dar.

Weil von jedem Flügel jeweils eine Ober- und eine Unterschale separat angefertigt werden muss, werden sehr große Modellformen benötigt, welche die resultierenden Konturen des aerodynamischen Profils sowie die letztendliche finale Flügellänge aufweisen müssen. In diese bis zu einhundert Meter langen Formen werden – wie auch bei der im letzten Beitrag angesprochenen Variante auf Polyesterbasis – die einzelnen Lagen des Glasfasergewebes mit zusätzlichen Versteifungselementen Schicht für Schicht eingelegt.

Dabei ist grundsätzlich zu beachten, dass die strukturgebenden Verstärkungsfasern stets belastungsgerecht ausgerichtet sein müssen, um so den während des späteren Betriebes einwirkenden Windlasten sowie dem immensen Eigengewicht der Blätter über etwa zwanzig Jahre standzuhalten. (Immerhin wiegt jedes einzelne Rotorblatt bei einer oberen Flügellänge von etwa 75 Metern und einer maximalen Breite von ca. 6 Metern bereits bis zu 25 Tonnen.)

Durch ein spezielles Harz-Härter-System werden die Glasfaserschichten in der Folge entsprechend imprägniert, also durchtränkend behandelt. Nach einer damit einhergehenden Aushärtung der Glasfaserbauteile kann nun die Ober- mit der Unterschale verklebt werden, um so das fertige Rotorblatt zu erhalten.

Weiterführende Informationen zu diesem Thema finden sich unter anderem auch in den einschlägigen VDI-Nachrichten unter http://www.vdi-nachrichten.com/ sowie auf den Internetseiten der Technischen Universität Chemnitz unter http://www.tu-chemnitz.de/.