Längenvariables Rotorblatt

Längenvariables Rotorblatt

Das Rotorblatt ist dasjenige Teil einer Windenergieanlage, die der Luftströmung einen möglichst großen Teil in Drehbewegung konvertiern soll. Die Form und Größe eines üblichen Rotorblattes hängt in der Regel von zu erwartenden maximalen Windgeschwindigkeiten, einer maximalen Belastbarkeit des Rotorblattes bzw. einer Windkraftanlage durch auf diese über das Rotorblatt bzw. den Rotor übertragene Kräfte, einer durch eine Bewegung des Rotorblattes verursachten Schallimmissionsbelastung, einem gewünschten Anlaufverhalten der Windkraftanlage bei geringen Windgeschwindigkeiten sowie einer zu erreichenden Nennleistung der Windkraftanlage ab. Insbesondere kann bei geringen Windgeschwindigkeiten eine große Oberfläche d.h. eine überstrichene Fläche bzw. Länge des Rotorblattes vorteilhaft sein, um erforderliche Drehmomente zum Betrieb der Windkraftanlage aufzubringen, während bei großen Windgeschwindigkeiten eine kleinere Oberfläche bzw. Länge des Rotorblattes zweckmäßig sein kann, um eine gewünschte Nennleistung zu erreichen und Überbelastungen der Windkraftanlage zu vermeiden.

Rotor mit Luftdruckbälgen

Rotorblatt-System

Das Rotorblatt ist dasjenige Teil einer Windenergieanlage, die aus der Luftströmung einen möglichst großen Teil in Drehbewegung konvertieren soll. Die Form und Größe eines üblichen Rotorblattes hängt in der Regel von zu erwartenden maximalen Windgeschwindigkeiten, einer maximalen Belastbarkeit des Rotorblattes bzw. einer Windkraftanlage durch auf diese über das Rotorblatt bzw. den Rotor übertragene Kräfte, einer durch eine Bewegung des Rotorblattes verursachten Schallimmissionsbelastung, einem gewünschten Anlaufverhalten der Windkraftanlage bei geringen Windgeschwindigkeiten sowie einer zu erreichenden Nennleistung der Windkraftanlage ab. Insbesondere kann bei geringen Windgeschwindigkeiten eine große Oberfläche d.h. eine überstrichene Fläche bzw. Länge des Rotorblattes vorteilhaft sein, um erforderliche Drehmomente zum Betrieb der Windkraftanlage aufzubringen, während bei großen Windgeschwindigkeiten eine kleinere Oberfläche bzw. Länge des Rotorblattes zweckmäßig sein kann, um eine gewünschte Nennleistung zu erreichen und Überbelastungen der Windkraftanlage zu vermeiden. Die Form des Rotorblattes und die Größe der überstrichenen Fläche stellen einen Kompromiss zwischen Abstimmung und Belastung dar.

Rotorblatt-System Längenvariables Rotorblatt

Rotoren von Windkraftanlagen sind durch unterschiedliche Rotorblätter und Harzmassen bei der Herstellung nie ganz wucht. Blätter an Rotoren von Windenergieanlagen, die sich einzeln längenverstellen lassen, können mit Hilfe der Längenverstellung ausgewuchtet werden. Dies wiederum verringert die Schwingungsamplituden und trägt zur Verlängerung der Einsatzzeit der Windkraftanlage bei.

Furnierschichtholz - Rotorblatt

UNIWIPO Rotorblätter werden nicht wie konventionelle Rotorblätter an der Nabe ausschließlich auf Zug angebracht, sondern die Blattspitzen sind mit der Nabe längenvariabel zugfest verbunden. Alle bis jetzt gebauten Blätter werden von der Neun-Uhr-Position bis zur Drei-Uhr-Position auf Druck, von der Drei Uhr Position bis zur Neun-Uhr-Position auf Zug belastet. das sind an einem einzigen Tag etwa 34500 Lastwechsel. UNIWIPO Rotorblätter, deren Blattspitzen mit der Nabe längenvariabel verbunden sind, haben diese Lastwechsel nicht, da die Blattschalen in jeder Stellung auf Druck vorspannt sind.

Rotorblatt für große Windgeschwindigkeiten

Windkraftanlagen können für verschiedene Windklassen zugelassen sein, wobei die Windklassen die Auslegung der Anlage für windstarke oder windschwache Gebiete widerspiegeln. Windenergieanlagen die pro kW Nennleistung 4–5 m² Rotorfläche aufweisen sind Schwachwindanlagen, Starkwindanlagen liegen meist bei 1,5–2,5 m² pro kW Nennleistung. Die maximale Blattlänge aktueller Windkraftanlagen liegt an Land bei etwa 65 Metern, auf See sind es ungefähr 85 Meter. Üblicherweise wird ab einer Windgeschwindigkeit von rund neun bis zwölf m/s etwa 32 - 34 km/h die aus der Auftriebskraft resultierende Rotorleistung begrenzt. Die Regelung der Leistung wird bei pitch-geregelten Windkraftanlagen durch das Verdrehen der Rotorblätter, bei stall-geregelten Windenergieanlagen durch Strömungsabriss gewährleistet. Windkraftanlagen mit wenig Rotorblättern, die schnell rotieren, haben ihren höchsten Wirkungsgrad bei hohen Windgeschwindigkeiten.

Variables Rotorblatt für geringe Windgeschwindigkeiten

Im Gegensatz dazu haben Windkraftanlagen mit vielen Rotorblättern einen optimalen Wirkungsgrad bei schwachen Windverhältnissen. Einen sehr guten gangbaren Weg erhält man, wenn bei geringer Windgeschwindigkeit die Rotorblattlänge lang ist und die Oberfläche eines Blattes groß gewählt wird. Indem ein Rotorblatt längenvariabel ausgelegt wird, kann es mit etwa 25% Verstelllänge die überstrichene Fläche auf 150% vergrößern, wobei der Lastangriffsmoment etwa die Hällfte der Verstelllänge nach aussen rückt. Zweckmäßiger Weise kann das Rotorblatt teleskopartig ineinander verschiebbare Abschnitte aufweisen, die die Länge des Blattes variieren. Mit großen Rotorflächen optimiert man Erträge an vorwiegend windarmen Standorten. Turbinen mit 142 Meter Rotordurchmesser und Uniqueline Veneer Rotorblätter haben ausgestreckt etwa 24.550 m2 überstrichene Fläche, das ist eine um mehr als 55 Prozent vergrößerte überstrichene Rotorfläche als mit eingefahrenen Flügeln (15.836 m2).