Prinzip eines Smart Blades: Schnelleres Anpassen an schwankende Windbedingungen.
DLR (CC-BY 3.0)
Windkraftanlagen können effizienter werden. Intelligente Rotorblätter, sogenannte "Smart Blades", passen sich besser an lokale Windströmungen an und können so mehr Strom erzeugen.
Bei starkem Wind müssen Betreiber ihre Windkraftanlagen oft aus dem Wind drehen und unterbrechen damit die Energieerzeugung. Weil die langen Rotorblätter sich nur als Ganzes und relativ langsam verstellen lassen, können sie sich den unterschiedlichen Windgeschwindigkeiten innerhalb einer Böe nicht anpassen. Dies betrifft vor allem neue, bis zu 85 Meter lange Rotorblätter. Sowohl im Offshore- als auch im Onshore-Schwachwindbereich geht der Trend zu größeren und damit trägeren Blättern. Im Forschungsprojekt "Smart Blades" werden Konzepte für intelligente Rotorblätter, Smart Blades genannt, entworfen, die eine teilweise Verstellung ermöglichen.
Aktive und passive Smart Blades
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Intelligente Rotorblätter sind flexibler. Sie stellen sich besser und schneller auf lokale Windströmungen ein. Dazu gibt es zwei Konzepte:
- "Passive Smart Blades" biegen sich nicht nur, sondern verdrehen sich auch um ihre eigene Achse. Damit verändern sie den Anströmwinkel und wirken so automatisch der Laständerung entgegen.
- "Aktive Smart Blades" erreichen die gleiche Anpassungsfähigkeit dank verformbarer Bauteile oder integrierter verstellbarer Klappen. Sie befinden sich entweder an der Vorder- oder Hinterkante des Blattes.
Für die Technologien der "aktiven Smart Blades" - aktive Hinterkante und aktiver Vorflügel - wurden im Sommer die Strukturkonzepte ausgewählt, die nun intensiv weiterverfolgt werden. Erforscht werden eine flexible Haut mit Mittelebene und ein integrierter Vorflügel mit geschlitzter Profilunterseite.
Ziele des Projekts
Ziele des Projekts sind es, die Machbarkeit und Effizienz von Smart-Blade-Methoden unter Beweis zu stellen, sie zu erproben und mit neuartigen Rotorblättern die Wirtschaftlichkeit der Anlagen zu verbessern.
Erforscht werden die Smart Blades in dem vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie, BMWi, mit 12 Millionen Euro geförderten Projekt, bei dem das Fraunhofer Institut für Windenergie und Energiesystemtechnik IWES, das ForWind Zentrum für Windenergieforschung sowie das Deutsche Zentrum für Luft- und Raumfahrt zusammenarbeiten. Das Projekt wird im Jahresbericht "Erneuerbare Energien: Innovation durch Forschung" unter der Überschrift "Highlights der Forschungsförderung" im Bereich Windenergie näher vorstellt.
Die konstruktive Auslegung, Funktion und Fertigungstechnik von Rotorblättern beschreibt Springer-Autor Erich Hau im Buchkapitel "Rotorblätter".
