Reparierbare und recyclingfähige Rotorblätter: Im EU-Forschungsprojekt Recreate haben 20 Partner ein Konzept und den Demonstrator eines Rotorblatts entwickelt, die die wichtigen Bauteile fit für die Kreislaufwirtschaft machen sollen.
Dabei verfolgen die Wissenschaftler unterschiedliche Ansätze. Zum einen sollen lösbare Klebeverbindungen den rechtzeitigen Austausch von verschlissenen Teilen, etwa der Vorderkante, erlauben, heißt es in einer Presseinformation des Fraunhofer-Instituts für Werkzeugmaschinen und Umformtechnik (IWU). Sie sei ein wichtiger Faktor für die Lebensdauer, da sie Wind, Staub und Regen ausgesetzt sei und daher häufig als Erste verschleiße. Damit verschlechtert sich das Strömungsverhalten und der Wirkungsgrad der Anlage sinkt. Angesichts der heutzutage üblichen Bauweise von Rotorblättern muss irgendwann das gesamte Bauteil ausgetauscht werden.
Robotersystem und KI sollen Schäden in Rotorblättern erkennen
Design soll hohen Automatisierungsgrad ermöglichen
Der Aufbau des Forschungsrotorblatts am Fraunhofer IWU ist hingegen modular: Um einen durchgehenden, tragenden Holm sind am Demonstrator alle weiteren Komponenten des Blattes, wie die Stege, angeklebt. Die Vorderkante aus Thermoplast und Naturfasern ist dank einer lösbaren Klebeverbindung austauschbar.
Gleichzeitig soll das Design des Demonstrators einen hohen Automatisierungsgrad in der Herstellung ermöglichen. Bislang werden Rotorblätter sehr aufwändig mit viel Handarbeit produziert. Angesichts hoher Lohnkosten in Europa ist die Produktion hier kaum wirtschaftlich. Der Einsatz von Pultrusion könne hier einen wichtigen Beitrag leisten, heißt es in der Presseinformation. Dabei werden Endlosfasern durch ein Harzbad gezogen, in einer beheizten Düse gehärtet und zu Profilen geformt. Beispielsweise könnte der Holm als Endlosprofil gezogen und in der benötigten Länge abgeschnitten werden. Für die Vorderkante könnten Organobleche, also faserverstärkte Verbundwerkstoff-Halbzeuge aus Endlosfasern, die in eine thermoplastische Kunststoffmatrix eingebettet sind, erwärmt und in einem hochautomatisierten Prozess umgeformt werden.
Naturfaserverstärkte Thermoplasten können bessser recycelt werden
Die eingesetzten naturfaserverstärkten Thermoplasten (NFRTP) seien zudem besser recycelbar als die bislang verwendeten glasfaserverstärkten Materialien. Dies gelte insbesondere für das mechanische Recycling, schreibt das Fraunhofer IWU. Dabei werden Bauteile am Lebensende zerkleinert, aufgeschmolzen und erneut zu Compounds oder Halbzeugen verarbeitet. Im Vergleich zu glasfaserverstärkten Thermoplasten tolerieren NFRTP die in diesem Zuge unvermeidliche Faserverkürzung besser.
„Grüne“ Carbonfasern aus der Lausitz
Die Entsorgung von Rotorblättern ist bislang eine Herausforderung für die Branche, da sie nicht deponiert werden dürfen. An massentauglichen Recyclingkonzepten, die auch im großen Maßstab funktionieren und gleichzeitig wirtschaftlich sind, wird noch gearbeitet.