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Reliable optimal use of materials for wind turbine rotor blades (OPTIMAT BLADES)

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Größere und stärkere Windturbinenblätter

Um Windturbinenblätter zu bauen, muss man klein anfangen, denn noch so winzige Risse können mit der Zeit größer werden und schließlich zum Defekt des Turbinenblattes führen. Im Risoe National Laboratory wurde ein bestätigtes Modellierungstool entwickelt, das diesen Prozess unterstützen soll.

Energie

Die Nachfrage nach größeren Windturbinen wächst weiter an und wird auch zukünftig nicht geringer werden, da die europäischen Mitgliedstaaten die zunehmend strengeren Ziele hinsichtlich der Kohlendioxidausstöße erfüllen müssen. Die Hersteller der Blätter orientieren sich in Richtung moderner Polymerverbundstoffe, um einerseits das Gewicht der Blätter zu reduzieren und andererseits die notwendige Widerstandskraft zu erhalten, damit die Blätter der erhöhten Blattflächenbelastung standhalten können. Innerhalb des fünften Rahmenprogramms unterstützte man die Forschungsarbeiten in diesem Bereich - besonders wichtig war hier das OPTIMAT BLADES-Projekt. Im Risoe National Laboratory (RNL), einem Partner im OPTIMAT BLADES-Projekt, der stark an den Forschungsarbeiten zu alternativen Energieressourcen beteiligt war, ging man den Fragen nach Materialermüdung und Bruchgefahr der Komponenten nach. Bei der Arbeit im RNL baute man auf die Finite Elemente-Methoden (FEM) und die Monte-Carlo-Simulation, um die Belastung und die Beanspruchung in kleinem Maßstab zu modellieren. Diese Techniken ermöglichen die Berechnungen der theoretischen Internal State Variable (ISV). Im Gegensatz dazu wurden die Messungen der ISV für verschiedene Schadensmechanismen (z. B. fortgeschrittener Faserbruch) in einer Laborumgebung durchgeführt. Die Interpretation und der Vergleich der modellierten und gemessenen ISV-Werte wurden verwendet, um die Feinabstimmung des Modellierungsvorschlags für die Mechanismen auf Mikroebene vorzunehmen. Das RNL hat den urheberrechtlichen Schutz der Forschungsergebnisse seines OPTIMAT BLADES-Projekts angemeldet. Die Ergebnisse können von den Herstellern der Blätter verwendet werden, um während der Prototypenentwicklung Gestaltungsmängel und Materialbeschränkungen zu beheben.

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