Materialmix pusht Ertrag

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AGTOS Gesellschaft für technische Oberflächensysteme mbH GmbH

Reine CFK-Rotorblätter führen Vor- und Nachteile ins Feld

Während die Außenblätter noch in herkömmlicher Formenbauweise gefertigt werden, stellt Enercon die Innenblätter außerdem in einem neuen Wickelverfahren her. Bei diesem vollautomatischen Produktionsprozess wird ein mit Harz-Härter-Gemisch vorgetränktes Glasgelege um einen sich drehenden Positivkern gewickelt. Auf die ausgehärtete Rohrstruktur wird in einem weiteren Produktionsschritt die aerodynamische Verkleidung geklebt, die dem Innenblatt sein gewünschtes Profil verschafft. Die Vorteile dieses Fertigungsverfahrens bestehen in einer hohen Prozesssicherheit, einer gleichbleibenden Fertigungsqualität und niedrigen Herstellungskosten, wie es heißt.

Andreas de Palmenaer beschäftigt sich in diesem Zusammenhang am Institut für Textiltechnik der RWTH Aachen University mit der Entwicklung und Herstellung maßgeschneiderter Carbonfasern und Composites für den Rotorblattbau. Der Energietechniker meint, dass Carbonfasern auch einige Nachteile besitzen. So sind Carbonfasern elektrisch sehr leitfähig. Demzufolge ist die Herstellung reiner CFK-Rotorblätter in Bezug auf die Gefahr von Blitzeinschlägen nicht sinnvoll.

Demgegenüber kann die gute Wärmeleitfähigkeit von Carbonfasern zur Beheizung von Rotorblättern zur Vermeidung von Vereisungen genutzt werden. Dazu existieren am Markt bereits verschiedene Konzepte. Auch für die Problematik der Blitzableitung sind bereits Lösungen am Markt vorhanden.

Wenn`s um Druck geht, ist CFK im Nachteil

Der aktuelle Forschungstrend am Institut für Textiltechnik geht in Richtung der Entwicklung von Composites mit höheren Druckfestigkeiten bei gleichzeitig hohen Steifigkeiten. Die innen liegenden Holmgurte in den Rotorblättern werden aufgrund der Durchbiegung im Lastfall stark auf Druck belastet. Carbonfasern bieten hier im Vergleich zu Glasfasern geringere Druckfestigkeiten, sodass die Auslegung zuungunsten des Designs und des Gewichtes ausfällt. Bei hohen Druckbelastungen besteht im Verbundwerkstoff die Gefahr der Schubbeulenbildung, welche im schlimmsten Fall zum Versagen des Rotorblattes führen kann. Dabei ist die mangelnde Druckfestigkeit der Carbonfasern auf die hohe Anisotropie der Fasern zurückzuführen. Dazu werden am Institut für Textiltechnik Carbonfasern und Composites mit isotropen Eigenschaften und höheren Druckfestigkeiten entwickelt. Ziel dabei ist es, ähnliche oder bessere Druckfestigkeiten im Vergleich zu GFK bei gleichzeitig verbessertem spezifischen Gewicht und einer höheren Steifigkeit zu erreichen.

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