Erneuerbare Energien 20.09.2023, 10:58 Uhr

Windenergie: Wie die Rotorblattfertigung industrialisiert wird

Die Industrialisierung der Rotorblattfertigung, vorangetrieben durch das Fraunhofer-Institut, verbessert die Effizienz und Nachhaltigkeit in der Windenergieindustrie durch innovative Automatisierungstechnologien.

Rotorblattfertigung im BladeMaker Demozentrum

Rotorblattfertigung im BladeMaker Demozentrum.

Foto: Harry Zier, Fraunhofer-Institut für Windenergiesysteme IWES

Rotorblätter für Windenergieanlagen effizienter gestalten

Die Herstellung der Rotorblätter stellt etwa 20 Prozent der Gesamtkosten einer Windenergieanlage dar. Durch den Einsatz innovativer Werkstoffe und verbesserte Abläufe soll die Fertigung weiter optimiert und die Qualität erhöht werden. Denn: Es bestehen viele Möglichkeiten zur Verbesserung in der Produktionskette. Und genau dafür begann das Fraunhofer-Institut für Windenergiesysteme IWES vor zehn Jahren mit der Erforschung der automatisierten Rotorblattfertigung im Rahmen des „BladeMaker“-Projekts. Das Hauptziel ist es, die Produktion von Rotorblättern für Windenergieanlagen nachhaltiger, effizienter und zuverlässiger zu gestalten – und das alles bei minimalen Kosten.

Das Fraunhofer-Institut für Windenergiesysteme IWES hat im Rahmen des Forschungsprojekts BladeMaker das BladeMaker-Demozentrum in Bremerhaven aufgebaut und in Betrieb genommen. Dadurch wurde eine realitätsnahe Testumgebung geschaffen, in der ganzheitliche Prozesse entwickelt werden können, um die Automatisierung und Industrialisierung der Rotorblattfertigung voranzutreiben.

Top Stellenangebote

Zur Jobbörse
RHEINMETALL AG-Firmenlogo
Verstärkung für unsere technischen Projekte im Bereich Engineering und IT (m/w/d) RHEINMETALL AG
deutschlandweit Zum Job 
Panacol-Elosol GmbH-Firmenlogo
Ingenieur (m/w/d) in der chemischen Anwendungstechnik Panacol-Elosol GmbH
Steinbach im Taunus Zum Job 
THOST Projektmanagement GmbH-Firmenlogo
Wirtschaftsjurist*in / Ingenieur*in (m/w/d) für Contract & Claimsmanagement in Energieprojekten THOST Projektmanagement GmbH
MEIKO Maschinenbau GmbH & Co. KG-Firmenlogo
Elektrokonstrukteur Transportspülmaschinen (m/w/d) MEIKO Maschinenbau GmbH & Co. KG
Offenburg Zum Job 
DFS Deutsche Flugsicherung GmbH-Firmenlogo
Ingenieur* technische Gebäudeausrüstung Heizungs-, Klima-, Lüftungstechnik DFS Deutsche Flugsicherung GmbH
THOST Projektmanagement GmbH-Firmenlogo
Ingenieur*in (m/w/d) in der Projektleitung von Projekten im Bereich Automotive | Industrie THOST Projektmanagement GmbH
München Zum Job 
THOST Projektmanagement GmbH-Firmenlogo
Projektmanager*in (m/w/d) in Infrastruktur-Projekten THOST Projektmanagement GmbH
Karlsruhe, München, Nürnberg, Stuttgart Zum Job 
Knauf Gips KG-Firmenlogo
Tragwerksplaner (m/w/d) Leichtbau Knauf Gips KG
Iphofen Zum Job 
BG ETEM-Firmenlogo
Dipl.-Ing. (Uni/TU/TH), M. Sc./Eng. (m/w/d) im Bereich Fachkompetenzcenter Elektrische Gefährdungen BG ETEM
smartTec-Firmenlogo
Service- und Applikationstechniker im Innendienst (m/w/d) smartTec
smartTec-Firmenlogo
Area Sales Manager (m/w/d) smartTec
Rodgau, deutschlandweit Zum Job 
smartTec-Firmenlogo
Elektroniker / Mechatroniker (für Informations-, System- und Automatisierungstechnik) (m/w/d) smartTec
Stadtwerke München GmbH-Firmenlogo
Projektingenieur*in Elektrotechnik (m/w/d) Stadtwerke München GmbH
München Zum Job 
Stadtwerke München GmbH-Firmenlogo
Sicherheitsingenieur*in, Arbeitsschutzmanagementbeauftragte*r (m/w/d) Stadtwerke München GmbH
München Zum Job 
VDI Technologiezentrum GmbH-Firmenlogo
Ingenieur*in im Themenbereich Ressourceneffizienz / Circular Economy VDI Technologiezentrum GmbH
APL Automobil-Prüftechnik Landau GmbH-Firmenlogo
Versuchsingenieur (m/w/d) Öl- und Partikelemissionsuntersuchungen APL Automobil-Prüftechnik Landau GmbH
APL Automobil-Prüftechnik Landau GmbH-Firmenlogo
Entwicklungs- / Testingenieure (m/w/d) APL Automobil-Prüftechnik Landau GmbH
Wolfsburg Zum Job 
APL Automobil-Prüftechnik Landau GmbH-Firmenlogo
Entwicklungsingenieur Applikation (m/w/d) für den Bereich batterie-elektrische Fahrzeuge (BEV) APL Automobil-Prüftechnik Landau GmbH
Bietigheim-Bissingen Zum Job 
Veolia Industries - Global Solutions S.A.S. (V.I.G.S.)-Firmenlogo
Senior-Ingenieur (m/w/d) Energiemanagement Veolia Industries - Global Solutions S.A.S. (V.I.G.S.)
Freiburg im Breisgau Zum Job 
ASIS GmbH-Firmenlogo
Projektleitung (m/w/d) Automatisierungstechnik ASIS GmbH
Landshut Zum Job 

Zwei Monate bei der Blattproduktion eingespart

Die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler untersuchen hierbei Aspekte wie das Rotorblattdesign, die Werkstoffe und die Fertigungsverfahren, um potenzielle Automatisierungen zu evaluieren. Aktuell erfolgen viele Fertigungsschritte der Rotorblätter nacheinander und manuell im Hauptformwerkzeug des Rotorblatt-Rohlings. Das Projektteam hat erfolgreich ein Formwerkzeug entwickelt, ohne vorher ein 1:1 Urmodell des Blattes zu erstellen. Diese Innovation ermöglicht es den Herstellern, rund zwei Monate bei der Blattproduktion einzusparen, heißt es in der Pressemitteilung.

„Wir konnten mit unseren Verfahren erheblich dazu beitragen, die Fertigungszeiten für Rotorblätter zu reduzieren und gleichzeitig die Qualität des Bauteils steigern“, kommentierte Heiko Rosemann, Projektleiter Fraunhofer IWES. So waren die Forschenden in der Lage, direkt ein Formwerkzeug zu fertigen und mittels einer integrierten Kühlungsfunktion auch noch den Aushärteprozess des Klebstoffs steuern und verkürzen. „Mithilfe unseres Klebstoffapplikators, dem „Variable Glue Applicator“, sind keine Werkzeugwechsel bei der Verklebung der Schalen mehr notwendig, es kann bis zu 20 Prozent Klebstoff eingespart werden. Wir sind stolz auf das Erreichte und freuen uns darauf, gemeinsam mit der Branche, Lösungen für die anstehenden Herausforderungen zu entwickeln“, so er weiter.

Integrierte Softwarelösung entwickelt

Zudem wurde eine integrierte Softwarelösung entwickelt, um 3D-Modelle der einzelnen Komponenten zu simulieren und die Fertigung präzise vorzubereiten. Im Projekt wurde außerdem ein komplexes Portalsystem entwickelt, in das verschiedene Prozessköpfe installiert werden können und individuell angesteuert werden. Dies erlaubt die automatisierte Erprobung von Arbeitsschritten wie Fräsen, Kleben, Schleifen und dem Tränken der Glasfasergelege. Das BladeMaker-Demozentrum wurde im Jahr 2017 feierlich eröffnet.

Darüber hinaus wurde das automatisierte Verfahren des sogenannten „Preforming“ entwickelt. Hierbei handelt es sich um das automatische Ablegen und Drapieren der Fasergelege und Kernwerkstoffe. Ebenso entstand das Verfahren des „Prefabbing“, das das Vorfertigen von Rotorblattkomponenten ermöglicht. Diese Fortschritte tragen dazu bei, die Produktionszeit zu verkürzen, da sie aus dem Hauptformwerkzeug des Blattes ausgelagert und somit parallel umgesetzt werden können.

Dr. Alexander Krimmer, Senior Engineer Composite Materials and Structures, TPI Composites Germany sagte dazu: „Einige der wesentlichen Aufgaben bei der Rotorblattentwicklung sind die Beschleunigung von Fertigungsprozessen und das Einsparen von Material. In der Testumgebung des BladeMaker-Demozentrums können alle Aspekte der automatisierten Fertigung betrachtet werden, das hilft der Industrie dabei, diese Prozesse weiter zu optimieren. Das Fraunhofer IWES leistet mit seiner Arbeit hier einen wichtigen Beitrag zur Forschung und Entwicklung“.

Ein Beitrag von:

  • Alexandra Ilina

    Content-Managerin beim VDI-Verlag. Nach einem Journalistik-Studium an der TU-Dortmund und Volontariat ist sie seit mehreren Jahren als Social Media Managerin, Redakteurin und Buchautorin unterwegs.  Sie schreibt über Karriere und Technik.

Themen im Artikel

Zu unseren Newslettern anmelden

Das Wichtigste immer im Blick: Mit unseren beiden Newslettern verpassen Sie keine News mehr aus der schönen neuen Technikwelt und erhalten Karrieretipps rund um Jobsuche & Bewerbung. Sie begeistert ein Thema mehr als das andere? Dann wählen Sie einfach Ihren kostenfreien Favoriten.