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Klimafreundlicher Strom mit Windrädern aus Stahl

Windturbine
Die Forscher des Fraunhofer-Instituts für Werkzeugmaschinen und Umformtechnik IWU setzen auf Metall als Flügelmaterial, insbesondere auf Stahl für kleinere Anlagen. © Fraunhofer IWU

Chemnitzer Wissenschaftler mit Stahlinnovationspreis 2015 ausgezeichnet

Am 9. Juni 2015 wurde der mit insgesamt 70.000 Euro dotierte Stahlinnovationspreis in der Bundeshauptstadt Berlin verliehen. Der Chemnitzer Wirtschaftsingenieur Marco Pröhl, vom Fraunhofer-Institut für Werkzeugmaschinen und Umformtechnik IWU, erhielt den Sonderpreis für Klimaschutz mit Stahl für das Forschungsprojekt „HyBlade“. Gemeinsam mit Wissenschaftlern der Universität Brüssel ist es den Forschern erstmals gelungen, Rotorblätter von Windkraftanlagen wirtschaftlich aus Metallblechen zu fertigen. Konventionell werden faserverstärkte Kunststoffe eingesetzt, allerdings mit einem gewichtigen Nachteil: die Materialien lassen sich derzeit noch kaum recyceln, ihre Wiederverwertung ist sehr aufwändig. Die Recyclingquote von Stahl liegt dagegen bei über 90 Prozent.

„Gerade für kleine Anlagen setzen wir insbesondere auf Stahl als Flügelmaterial“, erklärt der Projektverantwortliche am Fraunhofer IWU und Preisträger Marco Pröhl. Gemeinsam mit seinen Forschungskollegen an der Freien Universität Brüssel wurden die entsprechende Aerodynamik sowie die Prozessketten für die Fertigung der Windräder entwickelt. Unter anderem wird ein Verfahren eingesetzt, dass bereits in der Automobilproduktion Anwendung findet: Das sogenannte Hydroforming. Dabei legen die Wissenschaftler eine Vorform in ein Werkzeug mit der späteren Endform. Im Anschluss pumpen sie ein wiederverwendbares Wasser-Öl-Gemisch ins Innere des Flügels und setzen ihn unter einen Druck von bis zu mehreren Tausend bar. Das entspricht dem Druck in vielen Tausend Metern Wassertiefe. Der Flügel wird quasi „aufgeblasen“ und erhält so seine endgültige Form. Im Ergebnis kann nicht nur das Recycling der Flügel nachhaltiger gestaltet werden, auch der Preis für die Herstellung sinkt deutlich: „Verglichen mit konventionellen Kunststoffmaterialen senken wir die Fertigungskosten um bis zu 90 Prozent. Gleichzeitig können wir die Flügel wesentlich genauer fertigen, was sich positiv auf die Aerodynamik auswirkt“, ergänzt Pröhl. Ein weiterer Nutzen: Die Flügel sind schneller produziert. So dauert die Herstellung eines fertigen Rotorblatts nur etwa 30 Sekunden. Bei faserverstärkten Kunststoffen werden dagegen oftmals mehrere Stunden benötigt.

Weitere Informationen:
www.iwu.fraunhofer.de


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