© DLR

Windenergie

Innovative Schwingungstests an Rotorblättern

Mit 100 Kilogramm zieht und drückt ein sogenannter elektrodynamischer Schwingungserreger an dem 20 Meter langen SmartBlades-DemoBlade. Das Rotorblatt schwingt mit einem Ausschlag von 50 Zentimetern an der Blattspitze. Diese Bewegungen mit allen Materialbelastungen im Rotorblatt werden von Wissenschaftlern des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt (DLR) genau analysiert. Dazu haben die Forscher 300 Beschleunigungs- und 200 Dehnungssensoren direkt am Rotorblatt angebracht. Mit den so aufgenommenen Daten lassen sich die Verformungen des Rotorblattes millimetergenau nachvollziehen und mit dem Simulationsmodell abgleichen. Mit den innovativen Schwingungstests erhalten die Forscher Daten zum Schwingungsverhalten von Rotorblättern in einer bislang nicht erreichten Güte und Qualität. {…}

Testmethodik für Flugzeugprototypen entwickelt
Ursprünglich kommt diese Methode für Schwingungstests aus der Luftfahrt und wurde beim DLR-Institut für Aeroelastik in Göttingen für Standschwingungsversuche an Flugzeugprototypen entwickelt. Seine Erfahrungen hat Dr. Yves Govers vom DLR-Institut für Aeroelastik auf Windkraftanlagen übertragen und in Bremerhaven das Demonstrationsrotorblatt untersucht: “Wir kennen den Bauplan des neu entwickelten Rotorblattes und haben sein Verhalten vorher berechnet. Mit den Sensoren haben wir die Möglichkeit, die tatsächliche Strukturdynamik im Blatt zu messen. So können wir unser Computermodel an die Realität anpassen und Rotorblätter besser konstruieren.“

Auf dem Prüfstand in Bremerhaven stand ein im Projekt “SmartBlades“ entwickeltes Rotorblatt. Wissenschaftler des DLR-Instituts für Faserverbundleichtbau und Adaptronik haben das 20 Meter lange Rotorblatt am Zentrum für Leichtbauproduktionstechnologie (ZLP) am DLR-Standort Stade gefertigt. Neu daran ist eine geometrische Biege-Torsionskopplung. Dafür wurde die Blattgeometrie sichelförmig ausgelegt: Bei Wind biegt sich das Blatt nicht nur nach hinten, sondern rotiert dabei in sich. Das Blatt kann damit seine Geometrie selbstständig an die Windverhältnisse anpassen, in dem es sich bei höheren Windgeschwindigkeiten verwindet und dem Wind weniger Angriffsfläche bietet. So können Lasten an der Wurzel des Blattes automatisch reduziert werden. {…}

Vollständige Meldung des DLR