Rotorblätter Schäden, Schadensursachen, aerodynamische Optimierung

Transkript

1 Rotorblätter Schäden, Schadensursachen, aerodynamische Optimierung Düsseldorf, 11. /12. Juni 2014 Dipl.-Ing. Stefan Brassel Leitung Rotorservice und Vertrieb Deutsche Windtechnik Rotor und Turm

2 Rotorblätter- Schäden, Schadensursachen und aerodynamische Optimierung Übersicht Typische Schadensbilder im Feld - Oberfläche, Struktur, Blitzschäden Schadensursachen - Herstellung von Rotorblättern - Transport Montage - Betrieb Aerodynamische Optimierung - Strömungselemente - sonst. Techniken

3 Maschinenhaus Steuerung Ölservice Rotorblatt Turm Offshore Services Offshore Consulting Sicherheit Repowering Onshore Consulting Ein Unternehmen mit dem kompletten Service-Paket für die technische Instandhaltung von Windenergieanlagen. Umspannwerke Fundament

4 Servicefahrzeuge 86 Mitarbeiter Anlagen unter Service-/Wartungsvertrag Umspannwerke davon Vollwartung Viöl Bremen Ostenfeld Kiel

5 Standorte Römö Dänemark VIÖL Helgoland OSTENFELD KIEL Windbergen Lübeck Bremerhaven Rostock Sanitz Torgelow Plauam See Slupsk Polen Sustrum Erkelenz Kamp-Lintfort BREMEN Stöckse Tewel Lüneburg Celle Stendal Pritzwalk Neuruppin Nauen Bückeburg Hohenhameln Helmstedt Kolkwitz Magdeburg Mühlberg Paderborn Egeln Bernburg Lauchhammer Ulrichstein Allstedt Leipzig Grimma Apolda Zethau Trier Darmstadt Deutschland Stuttgart

6 Das Unternehmen Zentrale Bremen mit Hauptersatzteillager Service-StationenStationen mit Ersatzteillager Magdeburg, 4 Erkelenz, Cottbus, Neumünster Mitarbeiter 42+ Service Fahrzeuge 15 Arbeitsbühnen 12+ Betreute Anlagen > 1.200

7 Überprüfung Gutachten Instandsetzen Optimieren

8 Rotorblätter- Schäden, Schadensursachen und aerodynamische Optimierung Übersicht Typische Schadensbilder im Feld - Oberfläche, Struktur, Blitzschäden Schadensursachen - Herstellung von Rotorblättern - Transport Montage - Betrieb Aerodynamische Optimierung - Strömungselemente - sonst. Techniken

9 Typische Schadensbilder im Feld Schäden an der Oberfläche Bildquelle: Deutsche Windtechnik

10 Typische Schadensbilder im Feld Erosion Bildquelle: Deutsche Windtechnik

11 Typische Schadensbilder im Feld Schäden im Bereich der Hinterkante Risse im Bereich Blattschale Bildquelle: Deutsche Windtechnik

12 Typische Schadensbilder im Feld Laminatdefekte Bildquelle: Deutsche Windtechnik

13 Typische Schadensbilder im Feld Defekte in der Stegverklebung oder der äußeren Blattschale Bildquelle: Deutsche Windtechnik

14 Typische Schadensbilder im Feld Bildquelle: Deutsche Windtechnik

15 Rotorblätter- Schäden, Schadensursachen und aerodynamische Optimierung Wo liegen die Gründe für die auftretenden Schäden? - Konstruktion - Rotorblattfertigung - Transport, Montage - Betrieb

16 Rotorblattfertigung Rotorblattfertigung heute Komplizierte Strukturen Vakuum Infusion Einsatz v. Prepreg Viel Handarbeit Mehrteilige Bauweise Zweischalige mit Stegen Zweischalig mit Holm Mehrteilige Schale Einteilig Bauweise Kompl. Blatt wird trocken gelegt Infusion in einem Schuss Bildquelle: WINDnovation

17 Rotorblattfertigung Bildquelle: Belegen der Form im Trockenbau Genaues Legen der Textilien Einsetzen der Sandwichmaterialien Erstellen des Vakuumaufbau Überwiegend Handarbeit Bildquellen: Sinoi

18 Rotorblattfertigung Bildquellen: Sinoi Belegen der Form im Trockenbau Einlegen der Kernmaterialien Vakuumaufbau Einsetzen des Stegs

19 Rotorblattfertigung Herstellung einer Blattschale mittels Vakuum Infusion Harz-Härter: Mischungsverhältnis Mischgüte Temperatur Druck Fließgeschwindigkeit Infusionsdauer Viskosität Ziel: vollständige Durchtränkung keine Harznester keine Lufteinschlüsse keine Faserwellen Kein verschobenes Gewebe Bildquelle: WINDnovation

20 Rotorblattfertigung Sichtprüfung des Blattrohling HK und VK Verklebung Holz oder Schaumeinleger Harznester oder Lufteinschlüsse Formabweichung werden geprüft Gurtbereiche werden mit Ultraschall überprüft Innenbereiche mit Videokamera befahren Bildquelle: Sinoi

21 Rotorblattfertigung Schleifen Reparaturstellen Konturschleifen Spachteln Lackieren 2 K Lack Erosionsschutz Signallack Trimmen Bildquelle: Internet Bildquelle: Sinoi

22 Rotorblattfertigung Faserverbundwerkstoffe besitzen keine typische Materialgüte. Die Materialeigenschaften des Composite werden erst während des Herstellungsprozesses erzeugt!

23 Auf dem Weg zur WEA Lagerung Transport Oft über viele Wochen LKW, Schiff, Bahn Mehrfaches Umladen Montage Beengte Verhältnisse Zeitdruck Wind Bildquelle: Deutsche Windtechnik

24 Auf dem Weg zur WEA Bsp. Montageschaden Reparatur bei ungünstiger Witterung im Zelt Zeitdruck Manchmal unentdeckt, da nicht gemeldet Bildquelle: Deutsche Windtechnik

25 Auf dem Weg zur WEA Bsp. Montageschaden Bildquelle: Deutsche Windtechnik

26 Rotorblätter- Schäden, Schadensursachen und aerodynamische Optimierung Übersicht Typische Schadensbilder im Feld - Oberfläche, Struktur, Blitzschäden Schadensursachen - Herstellung von Rotorblättern - Transport Montage - Betrieb Aerodynamische Optimierung - Strömungselemente - sonst. Techniken

27 Rotorblätter- Schäden, Schadensursachen und aerodynamische Optimierung Stallleisten VortexGeneratoren Bildquelle: Deutsche Windtechnik

28 Rotorblätter- Schäden, Schadensursachen und aerodynamische Optimierung Dinotails, Dinoshells Winglet Bildquelle: Deutsche Windtechnik

29 Rotorblätter- Schäden, Schadensursachen und aerodynamische Optimierung Grenzschichtzäune Auf der Saugseite montiert (Patent von Repower) Spoiler, nahe Blattwurzel Split flap Passive Grenzschichtabsaugung Blattverlängerung Bildquelle: Deutsche Windtechnik

30 Rotorblätter- Schäden, Schadensursachen und aerodynamische Optimierung Bildquelle: SmartBlade

31 Zusammenfassung Rotorblätter zeigen im laufenden Betrieb vielfältige Schäden. Neben der Blattoberfläche finden sich Schäden auch in der Blattstruktur, die in wenigen Fällen einen Blatttausch erfordern. Die Rotorblattfertigung besteht aus vielen komplexen Prozessschritten, die an vielen Stellen in Handarbeit erfolgen. Fehlerquellen können nicht ausgeschlossen werden Produktqualität sehr abhängig von der Mitarbeiterqualifikation und interner Qualitätssicherung Mehr als 80% der im Betrieb auftretenden Schäden haben ihre Ursache in vorhergehenden Prozessen Strömungselemente verbessern die Leistungsausbeute der heutigen Rotorblätter. Eine Nachrüstung ist möglich und sinnvoll.

32 Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit.