Baubeginn für Rotorblattprüfstand der Superlative

Rund 19 Mio. Euro fließen im Projekt „Zukunftskonzept Betriebsfestigkeit Rotorblätter Phase II“ in den Aufbau einer Prüfinfrastruktur mit modularem Prüfblock sowie die Entwicklung neuer Methoden zur Untersuchung von Teilsegmenten. Der Standort am Bremerhavener Fischereihafen bietet den Vorteil, dass über den Seeweg angelieferte lange Blätter nur einen kurzen Weg bis zur Prüfhalle haben.

In den letzten fünf Jahren sind die Abmessungen für Rotorblätter der jüngsten Generation von knapp 90 Metern auf 115 Meter angestiegen und erreichen damit die Länge eines Fußballfeldes. Eine rasante Entwicklung, die selbst die Phantasie von Branchenkennern überflügelte: Genau vor zehn Jahren hatte das Fraunhofer-Institut für Windenergiesysteme Iwes seine 90 Meter lange Testhalle in Betrieb genommen. Die beiden bestehenden Rotorblatt-Prüfhallen sind gut ausgelastet, für das Testen von XXL-Blättern fehlte dem Institut bisher jedoch die passende Infrastruktur. Diese soll nun in direkter Nachbarschaft errichtet werden und im Sommer 2022 den Betrieb aufnehmen. Das Bundeswirtschaftsministerium fördert das Projekt allein mit 14,8 Mio. Euro.

Rotorblätter entscheiden über die Leistungsfähigkeit, die Zuverlässigkeit und die Kosten von Windenergieanlagen. Entsprechend wichtig und aufwändig sind die Prüfverfahren: Der für den neuen Teststand geplante Prüfblock aus 600 Tonnen Stahl zur Befestigung des Rotorblattes kann gekippt und das Blatt über eine entsprechende Vorrichtung um 180 Grad am Block gedreht werden. Zudem ist die Konstruktion erweiterbar und umrüstbar – falls Veränderungen am Markt Anpassungen erforderlich machen sollten.

Der erste sichtbare Schritt des Prüfstandbaus ist die Verankerung von 175 Stützpfählen im Sandboden des Baugeländes. Sie stellen sicher, dass die enormen Lasten, die während der Prüfungen auftreten, abgeleitet werden können. Ein Portalkran für die Anhebung der Rotorblatt-Giganten ist auf die Traglast von 120 Tonnen ausgelegt – das ist so viel, wie 20 Elefanten zusammen auf die Waage bringen. Der nächste Meilenstein ist die Fertigstellung der Prüfhalle bis Jahresende. Die Einrichtung von Prüfblock und Messtechnik erfolgt 2022.

Durch die Entwicklung neuer Methoden wollen die Rotorblattexperten vom Iwes auch intelligenter prüfen. So wird beispielsweise die Entwicklung biaxialer Ganzblatttests vorangetrieben. Bei dieser Prüfmethode wird das Rotorblatt sowohl in Schlag- als auch in Schwenkrichtung entlang seiner Quer- und Längsachse in Bewegung versetzt und das Strukturverhalten unter Belastung mit Sensoren gemessen. So kann eine besonders realistische Lastenverteilung nachgestellt werden.

Auch das segmentierte Testen, also das Testen von Teilstücken des Rotorblatts, bietet enorme Vorteile: Durch die höheren Eigenfrequenzen der Teilstücke gegenüber dem gesamten Rotorblatt kann die Prüfzeit erheblich verkürzt werden – im Einzelfall um mehrere Monate. Diese Aktivitäten zielen darauf ab, dass eine experimentelle Prüfung sehr langer Rotorblätter für Hersteller auch weiterhin wirtschaftlich ist. Somit lassen sich die Flügel zukünftig noch exakter auslegen.