Windenergie braucht Leichtbau-Riesen - Vakuum sorgt für Stabilität der Rotorblätter

Windenergie braucht Leichtbau-Riesen - Vakuum sorgt für Stabilität der Rotorblätter

Die riesigen Mühlenflügel moderner Windenergieanlagen werden aus verschiedenen Werkstoffen zusammengefügt und vorgeformt. Kunstharz verbindet die Sandwich-Struktur dann zu einer stabilen Einheit. Dabei helfen Vakuumpumpen von BUSCH.
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Zu den größten Herausforderungen der Transportlogistik gehört es, Rotorblätter für Windkraftanlagen vom Hersteller zum Aufstellungsort zu befördern. Denn die Windmühlenflügel sind wahre Giganten: Als Anfang der 2000er-Jahre der große Boom der Windenergie einsetzte, war ein Rotorblatt durchschnittlich etwa 25 Meter lang. Heute sind es bei neuen Anlagen an Land fast 70 und auf dem Meer über 80 Meter.

Achtzehnfache Erdbeschleunigung

Selbst die größten Rotorblätter wiegen aber nicht mehr als etwa 25 Tonnen und sind dennoch unglaublich stabil. An den Rotorspitzen treten Windgeschwindigkeiten von mehr als 350 Stundenkilometer auf; die Fliehkräfte dort entsprechen der achtzehnfachen Erdbeschleunigung. Um die größtmögliche Energieausbeute zu sichern, dürfen sich die Riesenflügel zudem nur minimal verformen. Ihre Festigkeit verdanken sie dem Material und einem ausgefeilten Herstellungsverfahren. Vliese aus Glas- und Kohlefaser werden mit Balsaholz oder Schaumwerkstoffen verstärkt, mit Kunstharz getränkt und zu einem festen Verbund „verbacken".

Entgasung und Infusion

Dabei kommt gleich zweimal Vakuum zum Einsatz. Zunächst muss die Harzmasse entgast werden, weil sie normalerweise kleine Luftblasen enthält. Diese würden den folgenden Produktionsschritt stören und nach dem Aushärten die Festigkeit des Gesamtverbundes beeinträchtigen. Deshalb setzt man das Harz einem Vakuum aus, das alle Lufteinschlüsse zuverlässig entfernt.

Der nächste Schritt ist die Vakuuminfusion: Das vorgeformte Bauteil wird mit einer Vakuumfolie abgedichtet und evakuiert. Nun kann der atmosphärische Druck das erwärmte, flüssige Kunstharz bis in die kleinsten Poren des Sandwichverbundes hineinpressen. Verschiedene Vakuumlösungen von BUSCH kommen bei diesen Verfahren zum Einsatz. Auch das sogenannte Prepreg-Verfahren kommt nicht ohne Vakuum aus. Hier wurden die Fasermatten des Verbundwerkstoffs bereits vor der Montage mit Harz getränkt. Damit es sich beim Aushärten unter Druck und Hitze optimal verteilt, wird der Verbund zuvor ebenfalls per Vakuum entlüftet.

Die längsten Rotorblätter findet man an Offshore-Anlagen auf hoher See. Trotz ihrer Größe ist der Transport dorthin recht einfach: Die Fabriken, in denen diese Riesen hergestellt werden, befinden sich meist in Hafennähe. Sie können ihre Produkte direkt auf Schiffe verladen, eine Länge von 80 Meter und mehr ist dabei kein Problem.

Ganz anders sieht es bei Anlagen an Land aus, die oft fernab von Autobahnen liegen und nur über kleinere Straßen zugänglich sind. Gerade im windhöffigen Bergland gehören zudem enge Kurven dazu. Ein auf dem Transporter liegendes Rotorblatt von 50 oder 60 Meter Länge kann aber nicht mal einen großzügigen Kreisverkehr umrunden – vom Befahren von Serpentinen und schmalen Dorfstraßen ganz zu schweigen.

Deshalb gibt es für diese logistische Kniffel-Aufgabe Spezialtransporter mit einem Kippaufbau. An ihm wird die Basis des Rotors befestigt wie es später auch an der Gondel der Windkraftanlage geschieht. Mit dem Kippmechanismus lässt sich der Flügel in beliebigem Winkel aufstellen. In annähernd senkrechter Stellung kann man ihn so auch um enge Kurven manövrieren, sofern nicht Bäume, Brücken oder Oberleitungen im Weg sind. Mit der Flügelspitze voran geht es jedenfalls immer nur im Schneckentempo vorwärts.


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