SmartBlades2

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    Bau, Test und Weiterentwicklung intelligenter Rotorblätter


    Deutschland hat im Rahmen der Energiewende den Ausstieg aus der Kernenergie bis Anfang der 2020er Jahre beschlossen. Um einerseits die damit wegfallende Leistung effizient, sauber und robust auszugleichen sowie die Versorgungssicherheit der Bevölkerung zu gewährleisten, hat der Bund beschlossen, große Investitionen für die Erforschung und Entwicklung von erneuerbaren Energien, hierbei insbesondere auch für Windenergietechnologien, einzusetzen. Ein wesentlicher Bedarf bei der Erforschung von Windenergieanlagen liegt in der Entwicklung fortschrittlicherer und größerer Rotoren, um den zukünftigen Energiebedarf zu befriedigen. Für solche Rotoren müssen neue Technologie-Konzepte verfolgt werden, die in bisherigen Produkten keine Berücksichtigung gefunden haben und für die im Entwicklungsprozess deutlich höherwertige Auslegungs- und Umsetzungsmethoden erforderlich sind.


    Im Rahmen des Projektes SmartBlades1 wurden drei Technologien für die Konstruktion und den Bau von größeren Rotorblättern untersucht. Die mit diesen Technologien ausgestatteten Rotorblätter sollen die Fähigkeit haben, sich optimal an variable Windbedingungen anpassen zu können, Böen-Belastungen besser zu ertragen und in der Lage sein, höhere Energieerträge zu erbringen. Gleichzeitig müssen die Blätter leicht genug bleiben, um kosteneffizient herstellbar, transportierbar und montierbar zu sein. Im Projekt SmartBlades1 wurde das Potenzial drei unterschiedlicher Technologien aufgezeigt. Einerseits wurden Blätter konzipiert, die sich durch eine Biege-Torsionskopplung (BTK) passiv an die Belastungssituation anpassen können. Außerdem wurde die Anwendung von Vorder- und Hinterkanten-Klappen zur Kontrolle und zur Beeinflussung des aerodynamischen Verhaltens des Blattsystems studiert. Diese Systeme funktionieren in ähnlicher Weise wie Flugzeughochauftriebssysteme und Steuerungsflächen.


    Die Ergebnisse von SmartBlades1 veranschaulichen das Potenzial der innovativen Blatt-Technologien und konnten ein erhöhtes Interesse der Industrie für solche Anwendung wecken. Dies führte zum Folgeprojekt: SmartBlades2. Im Rahmen dieses Projektes nutzen der Forschungsverbund Windenergie und ein Konsortium von Industriepartnern jetzt gemeinsam ihre Kompetenzen, um die entwickelten Konzepte für eine neue Generation von Rotorblättern zu testen und auszuwerten.


    Das Konsortium begann mit seinen gemeinsamen Forschungsaktivitäten für SmartBlades2 im September 2016. Das Projekt wird vom Deutschen Bundesministerium für Wirtschaft und Energie gefördert und ist mit einem Budget von 15,4 Millionen Euro geplant. Mehr als 50 Forscher und Mitarbeiter sind an dem Projekt beteiligt und untersuchen vielfältige Aspekte, wie das Strukturdesign, die Produktion, das aerodynamische Verhalten und die Regelung des Systems. Die drei Technologien werden von den Wissenschaftlern mit dem Ziel weiterentwickelt, entsprechende Blätter herstellen zu können und unter realistischen Bedingungen zu testen. Hierdurch erreichen die neuen Konzepte ein höheres Technology Readiness Level (TRL), was die Einführung in den industriellen Einsatz deutlich erleichtert.


    Kick-Off-Meeting