Onshore oder Offshore ist hier die Frage

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Die wesentlichen Bestandteile jeder Windkraftanlage sind der Rotor und die Maschinengondel, in der der Generator und häufig auch ein Getriebe untergebracht sind. Die Gondel ist drehbar auf dem sogenannten Turm gelagert. Ein Fundament gibt die nötige Standsicherheit. Komplettiert wird die Anlage letztendlich durch Überwachungs-, Regel- und Steuerungssysteme sowie die Netzanschlusstechnik in der Maschinengondel und im Fuß oder außerhalb des Turmes.

Faserverbundmetallhybride sollen Gewicht der Rotorblätter reduzieren

Der Rotor und insbesondere die Rotorblätter sind ein elementarer Baustein der Windkraftanlage. Mit ihnen wird die Windenergie der Luft entnommen und dem Generator zugeführt. Sie sind jedoch auch für einen Teil der Betriebsgeräusche verantwortlich. Deshalb werden sie nicht nur stets auf einen höheren Wirkungsgrad, sondern auch auf Geräuschminderung hin optimiert. Die Rotordurchmesser bei den heute üblichen Onshore-Anlagen liegen laut einer Studie vom Deutschen Windenergie-Institut zum Status der Windenergienutzung in Deutschland zwischen 60 und 90 m, mit der Tendenz zu größeren Durchmessern bis etwa in den Bereich von 120 bis 130 m (Stand 31. Dezember 2011).

Aktuelle Offshore-Turbinen verfügen demnach über Rotordurchmesser von rund 90 bis 126 m. Allerdings befinden sich bei Anlagenherstellern wie Vestas oder Alstrom bereits Anlagenprototypen in der Entwicklung oder Testbetrieb, die Rotordurchmesser bis über 170 m aufweisen.

Erst im Oktober 2012 wurde der Prototyp der Siemens SWT-6.0-154 errichtet. Die Anlage, die für den Offshore-Einsatz vorgesehen ist, verfügt über eine Nennleistung von 6 MW und einen Rotordurchmesser von 154 m und ist somit derzeit die Windkraftanlage mit dem größten Rotordurchmesser der Welt.

„Durch die immer länger werdenden Rotorblätter liegen die Herausforderungen insbesondere in den auftretenden Lasten und in dem strukturdynamischen Verhalten der Rotorblätter. Daher müssen aerodynamische und aeroelastische Fragestellungen genauso bearbeitet werden, wie materialseitige“, so Sarina Keller, Programmbeauftragte Energie beim Deutschen Luft- und Raumfahrtzentrum (DLR) in Köln.

Rotorblätter bestehen heute hauptsächlich aus glasfaserverstärktem Kunststoff

Die Rotorblätter als Schlüsselkomponenten der Windenergieanlage bestehen heute hauptsächlich aus glasfaserverstärktem Kunststoff (GfK) und werden in Halbschalen-Sandwichbauweise hergestellt. Auch PU-Schaum und Balsaholz werden verwendet und bei einigen Blättern kommt zunehmend kohlenstofffaserverstärkter Kunststoff (CFK) zum Einsatz. Die Rotorblätter sind mit einem Blitzschutzsystem ausgerüstet, das die Entladung an die Erdung des Maschinenhauses abgibt. Moderne Flügel mit einer Länge von rund 46 m wiegen pro Stück etwa 8 bis 9 t.

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