Forschende entwickeln recyclingfähige Rotorblätter aus biobasierten Materialien

Die Forschung der Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler ermöglicht es, Windkraftanlagen von Beginn an recyclingfreundlicher zu gestalten und auf nachwachsende Rohstoffe zurückzugreifen. Dadurch wird diese zentrale Technologie der Energiewende nachhaltiger und ressourceneffizienter.

Die EU hat das Ziel, die CO2-Emissionen bis 2030 um 55 % im Vergleich zu 1990 zu senken und bis 2050 klimaneutral zu werden. Windenergie spielt dabei eine Schlüsselrolle. In Deutschland gibt es bereits etwa 30.000 Windräder, und die Bundesregierung plant, die Leistung an Land bis 2030 zu verdoppeln und auf See zu verdreifachen. Mit der steigenden Anzahl und längeren Nutzung von Windkraftanlagen werden Wartung und Recycling immer wichtiger.

Die Rotorblätter von Windkraftanlagen sind starken Belastungen ausgesetzt, und Schäden können ernste Konsequenzen haben. Daher werden diese Anlagen regelmäßig gewartet. Bisher mussten Servicetechniker dazu auf die oft über hundert Meter hohen Türme klettern. Forschende am Fraunhofer WKI arbeiten gemeinsam mit Partnern an Wartungskonzepten, die den Einsatz von Drohnen ermöglichen. Dadurch wird das Arbeiten in großen Höhen überflüssig und die Inspektion erheblich vereinfacht.

Balsaholz und Kunststoffschaum aus den Rotorblättern von Windkraftanlagen zurückgewinnen

Außerdem: Die Forschenden des Fraunhofer WKI entwickeln innovative Recyclingverfahren, um Balsaholz und Kunststoffschaum aus den Rotorblättern von Windkraftanlagen zurückzugewinnen. Mit einer neuen Methode wird der Faserverbundkunststoff durch Pyrolyse in seine Einzelteile zerlegt, sodass die verwendeten Fasern zurückgewonnen und industriell genutzt werden können.

Dabei wird eine nasschemische Behandlung an den Glas- und Carbonfasern durchgeführt, bei der die Fasern mit einem Haftvermittler vorbereitet werden. So können mehrere Faserschichten gleichzeitig behandelt und imprägniert werden, ohne dass sie vorher getrennt werden müssen. Dies könnte das Recycling von Rotorblättern deutlich vereinfachen.

Neue Konzepte für Rotorblätter

Zusätzlich zu Recyclinglösungen für bestehende Rotorblätter entwickeln Forschende am Fraunhofer WKI Konzepte für neue Rotorblätter, die weniger Aufwand beim Recycling erfordern. Rotorblätter bestehen aus komplexen Materialien, die fest mit duroplastischen Harzen verbunden sind. Die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler prüfen zusammen mit Partnern, ob Rotorblätter mit lösbaren Harzsystemen so gestaltet werden können, dass die Materialien am Ende ihrer Lebensdauer sauber getrennt werden können. Zudem testen sie, ob Teile alter Rotorblätter für neue, kleinere Rotorblätter genutzt werden können. Hierbei werden spezielle Klebstoffe erforscht, die sich während und nach der Nutzung wieder lösen lassen, um die Recyclingfähigkeit zu erhöhen.

Den Bau von Windtürmen und Rotorblättern nachhaltiger gestalten

Die Windenergie wird nicht nur durch Verbesserungen im Recycling und in der Wartung attraktiver. Die Expertinnen und Experten des Fraunhofer WKI tragen auch dazu bei, den Bau von Windtürmen und Rotorblättern nachhaltiger zu gestalten, indem sie Holz und andere nachwachsende Rohstoffe verwenden. Im Vergleich zu herkömmlichen Windkraftanlagen aus Beton oder Stahl können durch die Holzbauweise CO2-Emissionen um bis zu 90 Prozent reduziert werden. Forschende des Fraunhofer WKI haben den Bau des ersten Holzturms für kommerzielle Windkraftanlagen der Firma Modivon AB vor Ort unterstützt. In einem weiteren Projekt untersuchen sie, wie nachwachsende Rohstoffe beim Bau von Rotorblättern eingesetzt werden können.

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