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AUF DER SUCHE NACH DER IDEALEN LÖSUNG: Claudio Balzani erforscht im Projekt „SmartBlades2“, wie die Windkraftanlagen weniger belastet werden und trotzdem nicht weniger effizient arbeiten – die Rotorenblätte biegen sich bisher bei Sturm zu sehr, das kann die Anlagen beschädigen, sie muss ausgeschaltet werden.

AUF DER SUCHE NACH DER IDEALEN LÖSUNG: Claudio Balzani erforscht im Projekt „SmartBlades2“, wie die Windkraftanlagen weniger belastet werden und trotzdem nicht weniger effizient arbeiten – die Rotorenblätte biegen sich bisher bei Sturm zu sehr, das kann die Anlagen beschädigen, sie muss ausgeschaltet werden.
© Foto: Heusel

Fakultäten-Serie

Hannover: Windkraft mit neuer Technik besser nutzbar

Windkraft ist eine erneuerbare Energiequelle – einzig: Die Technik ist manchmal den Anforderungen nicht gewachsen. Folge: Die Räder stehen bei Sturm auch mal still. Warum eigentlich – und was wird dagegen getan?

Hannover. Mehr als 28 000 Studenten, 326 Professoren und neun Fakultäten – Hannover ist Universitätsstadt. In einer Serie stellt NP-Redakteur Sebastian Scherer verschiedene Institute vor. Und lässt die Professoren erklären, wie ihre Forschung die Welt ein Stückchen besser machen soll. In Folge 4 besucht Sebastian Scherer die Fakultät Bauingenieurwesen und Geodäsie.

Es ist ja so eine Sache mit neuen Technologien. Sie bringen die Menschheit weiter, sie machen die Welt besser. Windenergie zum Beispiel, im Vergleich zu den fossilen Energien noch recht neu, dafür ungleich sauberer. Doch es gibt noch Probleme. Bekannt ist inzwischen weitestgehend, dass es immer noch Schwierigkeiten gibt, die überschüssige Energie, die gerade nicht benötigt wird, zu speichern. Ein anderes ist: Nicht immer wird der Wind, der eine Anlage trifft, sinnvoll genutzt – weil die Gefahr besteht, dass das System überlastet wird. „Wir arbeiten daran, die Belastung der Anlage zu reduzieren, ohne dabei den Energieertrag zu beeinträchtigen“, sagt Claudio Balzani. Die Herausforderung liege in der Größenskalierung – „das ist heute eine der größten Herausforderungen.“

Balzani arbeitet am Institut für Windenergiesysteme an der Fakultät für Bauingenieurwesen und Geodäsie, forscht im Verbundforschungsprojekt „SmartBlades2“ an Rotorblättern der Zukunft. Um „clevere Klingen“ geht es dabei also, oder in diesem Fall: Rotorblätter, die sich auf unterschiedliche Belastungen einstellen können. „Wenn der Wind auf eine Anlage bläst, biegen sich die Blätter schon ordentlich durch, es kommt zu einer großen Belastung auf die einzelnen Komponenten der Anlage.“ Deshalb werden zum Beispiel bei Sturm Windräder abgeschaltet – um Beschädigungen zu vermeiden. Damit hat sich dann auch vorübergehend die Energiegewinnung erledigt. Ziel der etwa zehn Personen, die sich an der Universität Hannover mit den Smart Blades beschäftigen, ist entsprechend eine neue Gestaltung mit weniger Material, dafür mehr Zuverlässigkeit.

Das Projekt läuft seit September. Im Forschungsverbund sind neben anderen Universitäten auch das Deutsche Zentrum für Luft- und Raumfahrt, das Fraunhofer-Institut für Windenergie und Energiesystemtechnik sowie interessierte Industriepartner. Das Projekt wird durch das Bundesministerium für Wirtschaft und Energie fördert. Erforscht werden derzeit drei Technologien. „Eine Möglichkeit ist, verschiedene Belastungen gezielt durch Verformungen aufzufangen“, so Balzani. Das Gesamtblatt würde sich bei einer Durchbiegung in sich verdrehen, um sich besser anzupassen. Das Zusammenspiel würde sie für unterschiedlichste Belastungen praktikabel machen. „Je nach Stärke des Windes passen sich die Blätter an, verformen sich entsprechend.“

Eine zweite Möglichkeit wäre, eine bewegliche Hinterkante einzubauen. An bestimmten Stellen des Blattes würde sich ein Teilstück wie bei einem Flugzeugflügel bei der Landung aufstellen und absenken können, um so zu bremsen oder zu beschleunigen. Die dritte Option wären kleinere adaptive Vorflügel – die die Aerodynamik massiv beeinflussen können. Angesichts des Druckes, den der Wind auf die Blätter ausübt, muss aber auch bei diesen Varianten genau geschaut werden, wie sie praktikabel und vor allem rechtzeitig auf unterschiedliche Einflüsse reagierfähig gestaltet werden können.

„Deutschland ist generell gut aufgestellt in Sachen Windenergie und Technologie“ sagt Forscher Balzani. Damit das auch so bleibt, müsse eben geforscht werden. „Die Betriebskonzepte der bestehenden Anlagen kann man sicher optimieren.“ Die Ideen seien ja allesamt da. „Die Frage ist nun aber, wie wir sie in die Praxis umsetzen.“ Es ist also noch Raum für neue Technologien...

Von Sebastian Scherer

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