Ausgabe zur WINDENERGY 2018

14 Ausg.Nr._19/2018 Schwingungstest M it 100 Kilogramm zieht und drückt ein sogenannter elektro- dynamischer Schwingungser- reger an dem 20 Meter langen SmartBlades-DemoBlade. Das Rotorblatt schwingt mit einem Ausschlag von 50 Zentimetern an der Blattspitze. Diese Bewe- gungen mit allen Materialbela- stungen im Rotorblatt werden von Wissenschaftlern des Deut- schen Zentrums für Luft- und Raumfahrt (DLR) genau analy- siert. Dazu haben die Forscher 300 Beschleunigungs- und 200 Dehnungssensoren direkt am Rotorblatt angebracht. Mit den so aufgenommenen Daten las- sen sich die Verformungen des Rotorblattes millimetergenau nachvollziehen und mit dem Si- mulationsmodell abgleichen. Mit den innovativen Schwin- gungstests erhalten die Forscher Daten zum Schwingungsverhal- ten von Rotorblättern in einer bislang nicht erreichten Güte und Qualität. Die Tests wurden im Rahmen des Forschungsprojekts "SmartBlades2“ beim Fraunhofer Institut für Windenergie und Ener- giesysteme (IWES) in Bremerha- ven durchgeführt. In dem Projekt entwickeln Forschungseinrich- tungen gemeinsam mit Industrie- partnern Technologien für größere und leistungsstärkere Windkraft- anlagen. Das Projekt wird vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (BMWi) gefördert. Testmethodik für Flugzeugpro- totypen entwickelt Ursprünglich kommt diese Me- thode für Schwingungstests aus der Luftfahrt und wurde beim DLR-Institut für Aeroelastik in Göttingen für Standschwingungs- versuche an Flugzeugprototypen entwickelt. Seine Erfahrungen hat Dr. Yves Govers vom DLR- Institut für Aeroelastik auf Wind- kraftanlagen übertragen und in Bremerhaven das Demonstrati- onsrotorblatt untersucht: "Wir kennen den Bauplan des neu entwickelten Rotorblattes und haben sein Verhalten vorher be- rechnet. Mit den Sensoren haben wir die Möglichkeit, die tatsäch- liche Strukturdynamik im Blatt zu messen. So können wir unser Computermodel an die Realität anpassen und Rotorblätter bes- ser konstruieren.“ Auf dem Prüfstand in Bremer- haven stand ein im Projekt "SmartBlades“ entwickeltes Rotorblatt. Wissenschaftler des DLR-Instituts für Faserverbund- leichtbau und Adaptronik haben das 20 Meter lange Rotorblatt am Zentrum für Leichtbaupro- duktionstechnologie (ZLP) am DLR-Standort Stade gefertigt. Neu daran ist eine geometrische Biege-Torsionskopplung. Dafür wurde die Blattgeometrie sichel- förmig 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 Windge- schwindigkeiten verwindet und dem Wind weniger Angriffsfläche bietet. So können Lasten an der Wurzel des Blattes automatisch reduziert werden. Rotorblatt im Belastungstest Seit Dezember 2017 wird das neu entwickelte Rotorblatt auf Herz und Nieren geprüft. Zunächst in einem Extrem- und Betriebslast- test auf dem Rotorblattprüfstand beim Fraunhofer IWES in Bre- merhaven, der zeigte, ob Schwä- Testmethodik aus der Luftfahrt auf Windkraftanlagen übertragen Windenergie: Innovative Schwingungstests an Rotorblättern Genaue Strukturdynamik Mit den Sensoren ist es möglich die tatsächliche Strukturdynamik im Blatt zu messen. Schwingungstests am Windkraft-Rotorblatt Demoblade DLR-Forscher testen die Stabilität eines Rotorblattes mit 300 Beschleunigungs- und 200 Dehnungssensoren. 500 Sensoren messen die Strukturdynamik direkt am Rotorblatt Die Tests wurden im Rahmen des Forschungspro- jekts SmartBlades2 beim Fraunhofer Institut für Windenergie und Energiesysteme (IWES) in Bremer- haven durchgeführt.