Windkraftanlagen: Drohnenwartung und schaltbare Klebstoffe für mehr Nachhaltigkeit
Hoher Wartungsaufwand bei 30.000 Windkraftanlagen in Deutschland
In Deutschland gibt es circa 30.000 Windkraftanlagen, etwa 1.500 davon auf dem Meer (Stand: 2022). Die flächendeckend vorhandenen Bauwerke liefern inzwischen den größten Anteil der hierzulande verbrauchten elektrischen Energie.
Die Rotorblätter von Windenergieanlagen sind hohen Belastungen ausgesetzt. Beschädigungen können schwerwiegende Folgen haben, weshalb Windenergieanlagen regelmäßig gewartet werden müssen. Bisher ist dies nur möglich, wenn Servicetechniker auf die teilweise über hundert Meter hohen Windkrafttürme klettern.
Fraunhofer WKI testet Drohneneinsatz und nasschemische Behandlung an Rotorblättern
Am Fraunhofer-Institut für Holzforschung (Fraunhofer WKI) werden aktuell Wartungskonzepte mit Hilfe von Drohnen erforscht, was die Inspektion der Rotorblätter deutlich erleichtern soll. Ein weiteres Forschungsziel sind völlig neue Recyclingverfahren mit einer möglichst hochwertigen stofflichen Verwertung. Dabei sollen verwendetes Balsaholz sowie Kunststoffschaum zurückgewonnen werden und damit die Kreislauffähigkeit von Windenergieanlagen steigern.
Konkret wird der Faserverbundkunststoff aus den Rotorblättern durch Pyrolyse in seine Bestandteile zerlegt, um die eingesetzten Fasern zurückzugewinnen und industriell zu verwerten. Die Forschenden führen an den Glas- und Carbonfasern eine nasschemische Behandlung durch, bei der die Fasern mit einem Haftvermittler als Vorbereitung für die nächste Anwendung versehen werden. Dadurch können laut WKI mehrere Faserschichten in einem Schritt behandelt und anschließend imprägniert werden, ohne dass sie vorher aufwendig getrennt werden müssen.
Intelligenter Klebstoff lässt sich an- und ausschalten
Neben Recyclinglösungen für bestehende Rotorblätter entwickeln Forschende am Fraunhofer WKI Lösungen für neue Rotorblätter mit geringerem Recyclingaufwand. Rotorblätter bestehen aus komplexen Multimaterialverbünden, fest verbunden durch duroplastische Harze. Getestet wird, ob sich Rotorblätter mit wieder lösbaren Harzsystemen so konstruieren lassen, dass die Materialien am Ende der Nutzungsdauer sortenrein getrennt werden können.
Ob ganze Teile alter Rotorblätter für neue, kleinere Rotorblätter verwendet werden können, wird ebenfalls untersucht. Dazu werden schaltbare Klebstoffe getestet, die sich für die Nutzung anschalten und danach wieder ausschalten lassen.
Forschende des Fraunhofer WKI haben bereits die Verklebung des ersten Holzturms für kommerzielle Windkraftanlagen der Firma Modvion AB auf der Baustelle begleitet. In einem weiteren Projekt prüfen Forschende, inwiefern nachwachsende Rohstoffe für den Bau von Rotorblättern eingesetzt werden können.
