Für eine verlässlichere Windkrafttechnologie
Um das Potenzial der Windenergie auszuschöpfen, ist es erforderlich, größere Windkraftanlagen zu entwickeln und die verstärkte Nutzung von Offshore-Windparks voranzutreiben. Auf der anderen Seite wird es mit den steigenden finanziellen Investitionen, die erforderlich sind, um größere Windkraftanlagen zu bauen und um ihre Kapazität zu steigern, immer wichtiger, verlässliche und strukturoptimierte Rotorblätter zu entwickeln. Im Rahmen des europäischen Forschungsprojekts OPTIMAT BLADES wurde eine Studie zu Reparaturtechniken, die bei fehlerhaften Verbundwerkstoffen zum Einsatz kommen, durchgeführt. In vielen Fällen konnten diese als unzureichend eingestuft werden, da es für die Wiederherstellung der strukturellen Integrität von beschädigten Teilen zuallererst erforderlich ist, die Beschädigung modellieren zu können. Darüber hinaus könnten die Ergebnisse von einfachen Spannungsanalysen, um den Grad des strukturellen Integritätsverlusts zu bestimmen, zu einer Beschreibung des bestmöglichen Reparaturschemas führen. Genauer gesagt konzentrierten sich die Industriepartner des Projekts auf Strukturdefekte, die aufgrund von Produktionsfehlern oder sogar durch inhärente Abweichungen des Verbundwerkstoffs entstanden. Obwohl Verbundwerkstoffe herkömmlichen Materialien in vielen Fällen überlegen sind, sind sie anfällig für Schäden, die sich aus mechanischem Kontakt oder durch Umwelteinflüsse ergeben. Das erste Anliegen war es festzustellen, ob diese Defekte die Restfestigkeit der Struktur unter einen akzeptablen Wert herabsetzen oder ob es zu einer Ausweitung der Defekte während des Betriebs kommt. Der nächste Schritt war es, eine Bewertung des Patch-Repair-Verfahrens vorzunehmen, das bei einer umfangreicheren Wiederherstellung der Struktur verwendet wird. Dieses Verfahren besteht hauptsächlich darin, den beschädigten Beanspruchungsbereich durch neues Material zu ersetzen, welches mit der bestehenden Struktur verbunden wird. Mittels Klebeverbindungen aufgebrachte Patches erwiesen sich unter Betriebsbedingungen als leicht anwendbar und konnten, was wichtig ist, in Abhängigkeit von den mechanischen Anforderungen des Bereichs erfolgreich angewendet werden. Darüber hinaus besitzt die plane Konfiguration des Patch-Repair-Verfahrens den Vorteil einer gleichmäßigen Verteilung der Schubspannung in der Klebeschicht und ist insbesondere für die äußerliche Reparatur von Schichtwerkstoffen größerer Stärke geeignet. Zieht man hieraus die richtigen Schlüsse, könnten diese die Grundlage für eine umfangreiche experimentelle Erforschung bilden. Die Ergebnisse, die hier gewonnen werden, könnten angewendet werden, um geeignete Reparaturtechnologien oder Rotorblätter für Windkraftanlagen auszuwählen.
