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Größere Windenergieanlagen durch flexible Rotorblätter

 

Siemens hat weltweit mehr als 9.000 Windkraftanlagen installiert, die zusammen eine Spitzenleistung von mehr als 11.000 MW erbringen. Der kritische Faktor für die Effizienz und die Lebensdauer solcher Anlagen ist die Aerodynamik der Rotorblätter. Mithilfe der Aeroelastic-Tailored-Blade (AeTB)-Technologie, die von Siemens Mitte des Jahres 2011 vorgestellt wurde, können flexible Rotorblätter hergestellt werden, die sich den jeweiligen Windverhältnissen anpassen und somit geringeren Belastungen ausgesetzt sind als herkömmliche starre Blätter. Künftig können deshalb Rotoren mit längeren Flügeln installiert werden, die bei gleicher Lebensdauer mehr Strom produzieren. 

Ziel der Aerolastic Tailored Blade Technology ist es, die Struktur der Rotorblätter so zu verändern, dass sie in die Länge wachsen und gleichzeitig geringere aerodynamischen Belastungen auftreten. So könnte mehr Strom produziert werden, ohne dass die Anlage schneller verschleißt. Parallel dazu soll das Verfahren die Produktionskosten deutlich senken, indem die zumeist per Hand durchgeführten Arbeitsschritte automatisiert werden.

 

Rotorblätter – die sensiblen Seelen der Windräder

 

Siemens hat die im Jahr 2013 die weltweit längsten Rotorblätter für Windturbinen hergestellt. Mit 75 m Länge haben sie fast die Spannweite eines Airbus A380. Ab Herbst werden die Rotorblätter des Typs B75 an einem Prototyp der 6-MW-Offshore-Windenergieanlage in der Teststation in Østerild in Dänemark installiert. Der Rotor überstreicht mit 18.600 Quadratmetern eine Fläche von zweieinhalb Fußballfeldern. Die Blattspitze rotiert mit einer maximalen Geschwindigkeit von bis zu 80 m/s. Dies entspricht 290 kmh. Möglich wurde der Riesenrotor durch spezielle Technologien, die es erlauben, extrem stabile und gleichzeitig leichte Konstruktionen herzustellen.

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Siemens produziert das B75-Rotorblatt in dem patentierten IntegralBlade-Verfahren, bei dem das gesamte Blatt in einem Guss aus Glasfaser verstärktem Epoxydharz und Balsaholz hergestellt wird. Dadurch hat der Flügel weder Nähte noch Klebestellen und ist extrem robust. Der 154 m große Rotor muss riesigen Luftmassen standhalten: Bei Windgeschwindigkeiten von 10 m/s fängt er pro Sekunde die Energie aus 200 t Luft ein. Die ebenfalls patentierte QuantumBlade-Technologie sorgt dafür, dass das Rotorblatt im Vergleich zu konventionellen Herstellungsmethoden bis zu 20 % leichter ist.

Maschinenhäuser, Türme und Fundamente können weniger schwer ausgelegt werden, und die Kosten für die Anlage sind im Vergleich geringer. Erreicht wird die hohe Gewichtsreduktion durch speziell gestaltete Blattprofile. Sie sind außerdem so ausgelegt, dass die Rotoren bei verschiedenen Windgeschwindigkeiten optimale Leistung bringen.

Siemens stellt seit 30 Jahren Windkraftanlagen her. In dieser Zeit hat sich die Technik von 30-kW-Turbinen mit 5 m langen Rotorblättern auf 6-MW-Anlagen gesteigert. Die ersten beiden 6-MW-Turbinen dieses Typs - ausgestattet mit den etablierten 60 m langen Rotorblättern - werden im Windpark Gunfleet Sands vor Englands Südküste installiert und inzwischen auch getestet. Der dänische Versorger Dong will in den nächsten Jahren 300 getriebelose Windturbinen von Siemens mit dem längsten Rotorblatt vor der Küste Großbritanniens installieren. Windenergieanlagen sind Teil des Siemens-Umweltportfolios, mit dem das Unternehmen alleine im Geschäftsjahr 2011 einen Umsatz von rund 30 Mrd. Euro erzielte.

 

KONTAKT

Siemens Division Wind Power

www.siemens.com

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Die neuste Turbinengeneration von Siemens hat eine Leistung von 6 MW und Rotorblätter mit einer Länge von 75 m, was einem Rotordurchmesser von 154 m entspricht. Die Bilder zeigen die Montage des Rotors und die Fertigung des Rotorblatts B75. Als einziger Hersteller von Windturbinen stellt Siemens Rotorblätter nach dem patentierten IntegralBlade-Verfahren aus einem Guss und ohne Naht- und Klebestellen her.

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