Dem Wind ausweichen 09.02.2016, 09:47 Uhr

Schlaue Rotorblätter mit Landeklappen und beweglichen Kanten

Ist das noch ein Rotor oder schon eine Tragfläche? Deutsche Forscher entwickeln Rotorblätter, die wie Tragflächen von Flugzeugen ausfahrbare Klappen und bewegliche Hinterkanten haben. Damit wollen die Ingenieure auch bei riesigen Anlagen die Windspitzen in den Griff bekommen.

Durch Klappen im Rotorblatt, die den Wind umlenken und bewegliche Hinterkanten und Vorflügel sollen sich Rotorblätter in Zukunft besser und schneller an die lokalen Windströmungen anpassen können. 

Durch Klappen im Rotorblatt, die den Wind umlenken und bewegliche Hinterkanten und Vorflügel sollen sich Rotorblätter in Zukunft besser und schneller an die lokalen Windströmungen anpassen können. 

Foto: DLR

Wenn Rotorblätter immer größer werden, steigen auch die Belastungen und vor allem die Lastspitzen kräftig an. Deshalb arbeiten deutsche Forscher schon länger an Techniken, um diese Kräfte zu beherrschen. Smart Blade nennen sie das neuartige Blatt aus den Forschungslabors.

Bei dessen Herstellung werden die Glasfasern, die ihm die Widerstandsfähigkeit geben – für die Festigkeit sorgt aushärtendes Harz –, so gelegt, dass der Flügel an den Stellen, die der Wind besonders heftig trifft, ausweichen kann. Das Rotorblatt kann sich bei starkem Wind etwas verdrehen, so dass der Wind weniger Angriffsfläche hat. Dabei ist die Drehbewegung passiv. Sie wird nicht bewusst gesteuert, sondern ist eine Reaktion auf die Windstärke.

Lastspitzen lassen sich vermeiden

Die bis zu 85 Meter langen Rotorflügel – in den USA sind bereits Blätter mit einer Länge von 200 Metern geplant, die sich dank eingebauter Gelenke in den Wind legen sollen – werden je nach Stellung unterschiedlich belastet. In Erdnähe ist die Windgeschwindigkeit meist deutlich niedriger als im oberen Bereich. Dazu kommen Belastungen durch Böen. Manchmal müssen die Blätter sogar aus dem Wind gedreht werden, um Beschädigungen zu vermeiden. Die verwindungsfähigen Smart Blades sollen Lastspitzen vermeiden.

Dank ausfahrbahrer Klappen können neuartige Rotorblätter bei schwachem Wind mehr Angriffsfläche bieten und damit den Ertrag steigern. Zudem entwickeln die Forscher ein aerodynamisch optimiertes und leichteres Design von Windkraftanlagen, das zugleich eine längere Lebensdauer aufweist.

Dank ausfahrbahrer Klappen können neuartige Rotorblätter bei schwachem Wind mehr Angriffsfläche bieten und damit den Ertrag steigern. Zudem entwickeln die Forscher ein aerodynamisch optimiertes und leichteres Design von Windkraftanlagen, das zugleich eine längere Lebensdauer aufweist.

Quelle: DLR

Stellenangebote im Bereich Energie & Umwelt

Energie & Umwelt Jobs
Bayerisches Staatsministerium für Wohnen, Bau und Verkehr-Firmenlogo
Traineeprogramm - Bachelor Fachrichtung Maschinenbau / Energie- und Gebäudetechnik (m/w/d) Bayerisches Staatsministerium für Wohnen, Bau und Verkehr
bayernweit Zum Job 
Bayerisches Staatsministerium für Wohnen, Bau und Verkehr-Firmenlogo
Traineeprogramm - Bachelor Fachrichtung Maschinenbau / Energie- und Gebäudetechnik (m/w/d) Bayerisches Staatsministerium für Wohnen, Bau und Verkehr
Stadtwerke Esslingen am Neckar GmbH & Co. KG-Firmenlogo
Fachkraft für Nah- und Fernwärme-Hausanschlüsse (m/w/d) Stadtwerke Esslingen am Neckar GmbH & Co. KG
Esslingen am Neckar Zum Job 
Landeshauptstadt Düsseldorf-Firmenlogo
Leitung des städtischen Krematoriums für das Garten-, Friedhofs- und Forstamt Landeshauptstadt Düsseldorf
Düsseldorf Zum Job 
THOST Projektmanagement GmbH-Firmenlogo
Wirtschaftsjurist*in / Ingenieur*in (m/w/d) für Contract & Claimsmanagement in Projektender Energiewende THOST Projektmanagement GmbH
Stuttgart, Mannheim Zum Job 
RES Deutschland GmbH-Firmenlogo
Head of Engineering / Leitung technische Planung Wind- & Solarparks (m/w/d) RES Deutschland GmbH
Vörstetten Zum Job 
MEWA Textil-Service SE & Co. Management OHG-Firmenlogo
Projektingenieur (m/w/d) Elektrotechnik MEWA Textil-Service SE & Co. Management OHG
Wiesbaden Zum Job 
KÜBLER GmbH-Firmenlogo
Techniker / Ingenieur / Fachplaner / TGA (m/w/d) Heizungstechnik und Elektro KÜBLER GmbH
Ludwigshafen Zum Job 
Stadtwerke München GmbH-Firmenlogo
Vertragsmanager*in Großprojekte Mobilität (m/w/d) Stadtwerke München GmbH
München Zum Job 
fbw | Fernwärmegesellschaft Baden-Württemberg mbH-Firmenlogo
Elektroingenieur (m/w/d) (Ingenieur für Elektrotechnik, Energie- oder Versorgungstechnik o. ä.) fbw | Fernwärmegesellschaft Baden-Württemberg mbH
Stuttgart Zum Job 
Veltum GmbH-Firmenlogo
Planungsingenieur:in für Versorgungstechnik Heizung, Lüftung, Sanitär Veltum GmbH
Waldeck Zum Job 
Stadtwerke Potsdam GmbH-Firmenlogo
Ingenieur/Techniker/Meister (m/w/d) Elektrische Energietechnik Netzausbau Strom Stadtwerke Potsdam GmbH
Potsdam Zum Job 
THOST Projektmanagement GmbH-Firmenlogo
Ingenieur*in (m/w/d) im Projektmanagement Bereich Energietechnik THOST Projektmanagement GmbH
verschiedene Standorte Zum Job 
ESWE Versorgungs AG-Firmenlogo
Asset Management & Transformationsplanung Fernwärmeversorgung (m/w/d) ESWE Versorgungs AG
Wiesbaden Zum Job 
naturenergie hochrhein AG-Firmenlogo
Projektentwickler kommunale Energielösungen (m/w/d) naturenergie hochrhein AG
Rheinfelden (Baden) Zum Job 
Stadtwerke Augsburg Energie GmbH-Firmenlogo
TGA-Planer*in / Ingenieur*in / Techniker*in (m/w/d) technische Gebäudeausrüstung Stadtwerke Augsburg Energie GmbH
Augsburg Zum Job 
Berliner Stadtreinigungsbetriebe (BSR)-Firmenlogo
Abteilungsleitung Deponien und Altablagerungen (w/m/d) Berliner Stadtreinigungsbetriebe (BSR)
Kromberg & Schubert Automotive GmbH & Co. KG-Firmenlogo
Ingenieur / Materialwissenschaften (m/w/d) Kromberg & Schubert Automotive GmbH & Co. KG
Abensberg Zum Job 
Die Autobahn GmbH des Bundes-Firmenlogo
Ingenieur (w/m/d) für Geotechnik, Abfall, Altlasten und Georisiken Die Autobahn GmbH des Bundes
Nürnberg Zum Job 
Hamburger Hochbahn AG-Firmenlogo
Senior - Projektleiter Elektrotechnik Betriebsanlagen (w/m/d) Hamburger Hochbahn AG
Hamburg Zum Job 

Doch der Forschungsverbund Windenergie, in dem Wissenschaftler des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt (DLR), des Fraunhofer-Instituts für Windenergie und Energiesystemtechnik Nordwest in Bremerhaven (IWES) und von ForWind, dem Zentrum für Windenergieforschung der Universitäten Oldenburg, Hannover und Bremen zusammenarbeiten, hat noch weitere Ideen, die Rotorblätter anpassungsfähig zu machen.

Landeklappen für Rotorblätter

Entlehnt sind sie der Luftfahrt: So wie die Flächen der Flugzeugflügel bei Start und Landung vergrößert werden, um den Auftrieb zu verändern, sollen auch Rotorblätter wandlungsfähig werden. An den Hinterkanten befinden sich Klappen, die bei niedrigen Windgeschwindigkeiten ausgefahren werden, um die Angriffsfläche für den Wind zu erhöhen. Treibt er es zu bunt, werden sie wieder eingefahren. Den gleichen Effekt haben bewegliche Hinterkanten, die sich sensorgesteuert verbiegen.

Da Windräder immer größer werden, steigt auch die Materialbelastung. Die elastischere Materialien sollen sich die Rotorblätter ein wenig in den Wind drehen können. Zudem arbeiten Ingenieure mit Klappen und beweglichen Kanten.

Da Windräder immer größer werden, steigt auch die Materialbelastung. Die elastischere Materialien sollen sich die Rotorblätter ein wenig in den Wind drehen können. Zudem arbeiten Ingenieure mit Klappen und beweglichen Kanten.

Quelle: DLR

Auch am Vorflügel, also der Vorderkante, lässt sich was drehen. Erneut ist es eine Anleihe bei den Flugzeugbauern. An der Vorderkante von Flugzeugflügeln befinden sich ausfahrbare Flächen, die die Landeklappen ergänzen. Sie verändern die Aerodynamik, sodass es selbst bei Langsamflug nicht zu einem katastrophalen Strömungsabriss kommt. Genau solche Flächen wollen die Wissenschaftler des Forschungsverbunds Windenergie den Rotorblättern verpassen.

Jetzt sollen die Flügel gebaut werden

Wie hoch die Ertragssteigerung in etwa sein wird, können die beteiligten Forscher noch nicht sagen. Sie wird aber „signifikant“ sein, sagt Claudio Balzani vom Institut für Windenergiesysteme an der Universität Hannover. Das Bundesministerium für Wirtschaft und Energie hat das Projekt, das am 29. Februar ausläuft, mit zwölf Millionen Euro gefördert. Jetzt hoffen die Forscher, dass sie die theoretisch entworfenen Flügel bauen und in der Praxis testen können.

Ein Beitrag von:

  • Wolfgang Kempkens

    Wolfgang Kempkens studierte an der RWTH Aachen Elektrotechnik und schloss mit dem Diplom ab. Er arbeitete bei einer Tageszeitung und einem Magazin, ehe er sich als freier Journalist etablierte. Er beschäftigt sich vor allem mit Umwelt-, Energie- und Technikthemen.

Themen im Artikel

Zu unseren Newslettern anmelden

Das Wichtigste immer im Blick: Mit unseren beiden Newslettern verpassen Sie keine News mehr aus der schönen neuen Technikwelt und erhalten Karrieretipps rund um Jobsuche & Bewerbung. Sie begeistert ein Thema mehr als das andere? Dann wählen Sie einfach Ihren kostenfreien Favoriten.