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
UGS GmbH-Firmenlogo
Ingenieur Integritätsbewertung (m/w/d) UGS GmbH
Mittenwalde, deutschlandweiter Einsatz Zum Job 
ILF Beratende Ingenieure GmbH-Firmenlogo
Junior Ingenieur Mess-, Steuerungs- und Regelungstechnik (m/w/d) ILF Beratende Ingenieure GmbH
München Zum Job 
Stadt Fellbach-Firmenlogo
Projektleitung Wärmeplanung (m/w/d) Stadt Fellbach
Fellbach Zum Job 
IPH Institut "Prüffeld für elektrische Hochleistungstechnik" GmbH-Firmenlogo
Ingenieur Elektrotechnik (m/w/d) für Transformatoren IPH Institut "Prüffeld für elektrische Hochleistungstechnik" GmbH
Münchener Rückversicherungs-Gesellschaft Aktiengesellschaft in München-Firmenlogo
Underwriter Downstream / Energy (m/f/d)* Münchener Rückversicherungs-Gesellschaft Aktiengesellschaft in München
München Zum Job 
STAWAG - Stadt und Städteregionswerke Aachen AG-Firmenlogo
Betriebsingenieur:in Wärmeanlagen (m/w/d) STAWAG - Stadt und Städteregionswerke Aachen AG
Zweckverband Bodensee-Wasserversorgung-Firmenlogo
Genehmigungsmanager (m/w/d) Zweckverband Bodensee-Wasserversorgung
Stuttgart-Vaihingen Zum Job 
Stadtwerke Südholstein GmbH-Firmenlogo
Ingenieur der Elektro- oder Energietechnik als Leiter Planung und Netzbetrieb Strom (m/w/d) Stadtwerke Südholstein GmbH
Pinneberg Zum Job 
Stuttgart Netze GmbH-Firmenlogo
Ingenieur Baukoordination und Qualitätssicherung (w/m/d) Stuttgart Netze GmbH
Stuttgart Zum Job 
Stuttgart Netze GmbH-Firmenlogo
Ingenieur Projektierung Netze Strom / Gas (w/m/d) Stuttgart Netze GmbH
Stuttgart Zum Job 
Klinikverbund Südwest-Firmenlogo
Strahlenschutzbeauftragter (m/w/d) Klinikverbund Südwest
Sindelfingen Zum Job 
Klinikverbund Südwest-Firmenlogo
Strahlenschutzbeauftragter (m/w/d) Klinikverbund Südwest
Sindelfingen Zum Job 
Bruno Bock Group-Firmenlogo
Project Manager (m/w/d) Energy Management Bruno Bock Group
Landeshauptstadt Düsseldorf-Firmenlogo
Leitung des städtischen Krematoriums (m/w/d) für das Garten-, Friedhofs- und Forstamt Landeshauptstadt Düsseldorf
Düsselodrf Zum Job 
Hochschule Reutlingen-Firmenlogo
Akademische:r Mitarbeiter:in "Wärmewende" (m/w/x) Hochschule Reutlingen
Reutlingen Zum Job 
IPH Institut "Prüffeld für elektrische Hochleistungstechnik" GmbH-Firmenlogo
Ingenieur Elektrotechnik LV (m/w/d) IPH Institut "Prüffeld für elektrische Hochleistungstechnik" GmbH
Berlin-Marzahn Zum Job 
Recogizer-Firmenlogo
Projektingenieur (m/w/d) KI-gestützte CO2-Reduktion Recogizer
Pfisterer Kontaktsysteme GmbH-Firmenlogo
High Voltage Testing Specialist (w/m/d) Pfisterer Kontaktsysteme GmbH
Winterbach Zum Job 
Berliner Stadtreinigungsbetriebe (BSR)-Firmenlogo
Projektleiterinnen / Projektleiter Energiewirtschaft (w/m/d) Berliner Stadtreinigungsbetriebe (BSR)
Universitätsklinikum Leipzig-Firmenlogo
Projektleiter Infrastrukturmaßnahmen (m/w/d) Bereich 5 - Bau und Gebäudetechnik Universitätsklinikum Leipzig
Leipzig 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.