Ganzblattprüfung

© Foto Martina Buchholz
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© Foto Dieter Hergeth

Eine weltweit einmalige Testinfrastruktur mit zwei parallel betriebenen Einspannvorrich-
tungen für Rotorblätter bis ca. 90 Meter Länge steht bereit, um Entwürfe der neuesten Generation zu prüfen und zu validieren. Als einziges deutsches Forschungsinstitut bringt das Fraunhofer IWES seine Expertise in den Arbeitskreis Rotorblatt der International Electrotechnical Commission (IEC) zur Erstellung von Standards für Rotorblattdesigns und Rotorblattfertigung sowie zur Rotorblatt-prüfung ein. Der Steuerungskeis Rotorblatt, ein Gremium aus führenden Industrieunternehmen der Branche, berät das IWES seit Beginn der Testaktivitäten, um eine bedarfsgerechte Entwicklung sicherzustellen.

Statische Prüfung

Die statische Belastung wird mit hydraulischen Zylindern und einem Seilzugsystem auf die speziell an die jeweilige Rotorblattgeometrie angepassten Lastscheren aufgebracht (Bild oben), die an mehreren Stellen des Blattes befestigt sind. Über ein gleichzeitiges Kippen des Einspannblockes werden sehr große Verformungen des Blattes realisiert. Dabei bewegt sich die Blattspitze nur sehr wenig. Diese Methode ermöglicht eine sehr genaue Kontrolle der Belastungen und der entsprechenden Verformung des Blattes während des gesamten Testablaufs. Mehrere hundert Messsignale mit Frequenzen bis zu 400 Hz überwachen den Versuchsablauf. Die hochgenaue Auflösung der Messdaten ermöglicht eine direkte Bestimmung der Eigenfrequenz des Rotorblattes.

  • max. statisches Biegemoment: 115.000 kNm
  • max. Auslenkung der Blattspitze: 30 m
     

Zyklische Prüfung – Einachsig

Bei einachsigen dynamischen Ermüdungstests wird das Rotorblatt nacheinander in vertikaler und in horizontaler Richtung belastet. Hierzu wird ein servo-hydraulischer Zylinder entweder vertikal (Test der Schlagrichtung) oder horizontal (Test der Schwenkrichtung) an das Blatt gekoppelt (Bild Mitte). Der Zylinder regt das Blatt in seiner Eigenfrequenzschwingung an, wodurch die Belastung aus Zylinderkräften auf das Blatt sehr gering wird. Die gewählte hydraulische Anregung ermöglicht eine sehr genaue Durchführung der Untersuchungen.

  • max. dynamisches Biegemoment: ± 30.000 kNm
  • Auslenkung der Blattspitze: ± 9,5 m

 

Die Anregung in Eigenfrequenz bei dynamischen Tests ermöglicht kostengünstige Langzeittests aufgrund des reduzierten Energiebedarfs. Die gewählte hydraulische Anregung ermöglicht eine sehr genaue Durchführung der Untersuchungen. Ein kippbarer Einspannblock vereinfacht die Montage und lässt eine Durchbiegung an der Blattspitze bis 30 m zu.

Getestete Rotorblattprofile

Zertifiziert in den Bereichen „Technologieentwicklung und -optimierung“, „Technologieeinschätzung und Studien“ sowie „Erprobung in Demonstrationszentren“

Akkreditierung gemäß DIN EN ISO / IEC 17025:2005 für die Bestimmung physikalischer Eigenschaften von faserverstärkten Kunststoffen und Faserverbundwerkstoffen mittels mechanisch-technologischer und thermischer Prüfungen; Prüfung der mechanischen Beanspruchungen an Windenergieanlagen

Ganzblattprüfung im IWES