Weitere Verbundwerkstoffe für Rotorblattwerke im Offshore-Bereich

Nachdem in den vorhergehenden Artikeln die beiden gängigen Grundwerkstoffe für Rotorblätter von Offshore-Windenergieanlagen in Form von glasfaser- und carbonfaserverstärkten Kunststoffen vorgestellt wurden, sollen in diesem Beitrag weitere potenzielle Verbundwerkstoffe zur diesbezüglichen Nutzung angesprochen werden.

Andere denkbare Zusammensetzungen von Rotorblättern bestehen in der Verwendung von Aramid (Kevlar), doch für gewöhnlich ist der ausschließliche Einsatz dieses Werkstoffs vergleichsweise unwirtschaftlich, so dass derartige Materialien vorzugsweise in Kombination mit anderen Verbundwerkstoffen, gerade in Bezug auf Offshore-Anlagen im Leistungsbereich von ≥ 5 MW und einer entsprechend einhergehenden Flügelgröße bzw. auch im Hinblick auf leistungsmäßig größere Binnenlandanlagen, Anwendung finden können.

Holz-, Holz-Epoxyd- oder auch Holzfaser-Epoxyd-Verbundwerkstoffe in Form von Holz-Epoxyd-Laminaten haben sich ebenso wie die in den Artikeln „Carbonfaserverstärkte Kunststoffe für Offshore-Windenergierotoren“ ff. angesprochenen Kohlenstofffasern mittlerweile hinreichend im Markt für Rotorblattwerkstoffe etabliert, wobei auch in diesen Richtungen noch weiterhin geforscht und entwickelt wird, so dass eine weitere Optimierung des Einsatzes dieser Faser- bzw. Verbundstoffe auch im Offshore-Bereich erwartet werden kann. Einer der Windanlagenhersteller, der solche Holz-Epoxyd-Rotorblätter beispielsweise standardmäßig verwendet, ist die Firma NEG Micon, heute Vestas Wind Systems A/S, Randers (Dänemark) (vgl. Artikel „Anwendung kohlefaserverstärkter Kunststoffe im Rotorblattbau I“).

Der Windenergieanlagenhersteller DeWind, Lübeck, (heute Daewoo Shipbuilding & Marine Engineering (DSME), Seoul (Südkorea)) bringt demgegenüber eine Kombination aus Glasfaser und Vinylesterharz in die Rotorblätter von Windkraftanlagen ein, um einerseits Gewichtseinsparungen, aber andererseits vor allem auch Steigerungen in der Dauerfestigkeit zu erzielen.

Weitere qualitative Fortschritte im Blattbau werden durch ein kraftübertragendes Konstruktionselement aus Kohlenstofffaser, den sogenannten Gurt, ermöglicht, der zudem durch ein integriertes Blitzschutzsystem gesichert ist, was insbesondere die Nutzung der Anlagen für Offshore-Zwecke begünstigt, da an Küstenstandorten und auf See teilweise mehrere Blitze pro Windenergieanlage und Tag einschlagen können. Mit dieser Konstruktion werden eventuell eingehende Blitzschläge durch den Flügel in die Gondel und im Folgenden in den Turm weitergeleitet, wobei wichtig ist, dass sie an der Nabe vorbeigeführt werden, da ein einschlagender Blitz über ausreichend Energie verfügt, um das komplette Lager festzuschweißen sowie gleichzeitig das gesamte Schmierfett des Rotorblattwerkes im Moment des Einschlags verdampfen zu lassen.

Weiterführende Informationen zu diesem Thema finden sich unter anderem auf den Internetpräsenzen des Verbandes der dänischen Windkraftindustrie (DWIA, Danish Wind Industry Association) unter http://www.windpower.org/, der Vestas Wind Systems A/S unter http://www.vestas.com/ sowie der Daewoo Shipbuilding & Marine Engineering Ltd. unter http://www.dewindco.com/.