Rotor blades for wind turbines

Die Rotorblätter einer Windkraftanlage zählen zu den wichtigsten und für die Windstromerzeugung unverzichtbaren Komponenten, denn sie wandeln die Windenergie in mechanische Energie um. Heute ist der 3-Flügel-Rotor mit Abstand am weitesten verbreitet. Dieser hat sich gegen die zu Pionierzeiten eingesetzten „Einflügler“ oder zweiflügligen Rotortypen durchgesetzt, schließlich ist die Energieausbeute wie auch die Laufruhe mit drei Rotorblättern optimal ausgelegt. 

Mit der im Laufe der Zeit gestiegenen Nennleistung moderner Anlagen wuchsen allerdings auch die Herausforderungen. Denn während der bis zu 20 Jahren oder gar noch länger währenden Betriebszeit einer Wka müssen Sie aufgrund der sich ständig ändernden Windgeschwindigkeit und -richtung millionenfache Lastwechsel aushalten. Heute greifen die Hersteller zur Fertigung ihrer Rotorblätter auf äußerst leichte und zugleich sehr stabile Materialien wie CFK und GFK zurück, also kohle- beziehungsweise glasfaserverstärkte Kunststoffe. Lediglich für kleinere Windkraftanlagen kommen Stahl- oder Aluminiumlegierungen als Rotorblatt-Werkstoff infrage.

Nicht nur hinsichtlich des Materials haben sich heutige Rotorblätter weiterentwickelt. Mithilfe von Pitch-Systemen lässt sich beispielsweise jedes Blatt einer Anlage einzeln in die optimale Stellung bringen und die Aerodynamik an die Windverhältnisse anpassen. Diese Blattwinkelverstellung hat sowohl die Aufgabe, einen gleichmäßig konstanten Betrieb zu gewährleisten als auch eine Überlastung der Windkraftanlage bei zu hohen Windgeschwindigkeiten zu vermeiden. Zudem finden Anbieter aus dem Bereich Rotorblattoptimierung neue Möglichkeiten, die Erträge und Wirkungsgrade von Windkraftanlagen weiter zu verbessern, etwa indem sie sogenannten Retrofits, also spezielle Rotorblatt-Aufsätze zur Nachrüstung anbieten. Der Trend zur steigenden Größe zeichnet sich auch bei Rotorblättern ab: Sie werden immer größer und halten Schritt mit der weiter wachsenden Leistungsfähigkeit heutiger Windräder. Längst sind Rotordurchmesser von über 170 Metern keine Seltenheit mehr.