Testanlage Windkraft-Rotorblätter aus Spezialbeton

Rotorblätter für Windanlagen befinden sich in gewaltigen Höhen, um die Kräfte der Natur in Energie umzusetzen. Dabei sind die Rotoren selbst hohen Belastungen ausgesetzt, die enorme

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Rotorblätter für Windanlagen befinden sich in gewaltigen Höhen, um die Kräfte der Natur in Energie umzusetzen. Dabei sind die Rotoren selbst hohen Belastungen ausgesetzt, die enorme Ansprüche an Material und Beschaffenheit stellen. Dass die Rotorblätter notwendigerweise dem Wind und damit auch dem Winddruck ausgesetzt sind, versteht sich dabei von selbst. Hinzu kommen aber auch Belastungen durch Vibrationen, durch Fliehkräfte und nicht zuletzt durch das eigene Gewicht.

Denn trotz der Verwendung modernster Werkstoffe auf der Basis von Kohlefaser-Verbundwerkstoffen erreichen einzelne Windflügel doch Eigengewichte von bis zu 50 Tonnen. Der Grund dafür ist im steigenden Strombedarf zu suchen, der nur mit immer größeren Windkraftanlagen (WKA) gedeckt werden kann. Und so sind für den Offshore-Betrieb bereits heute Multi-Megawattanlagen mit Windrad-Durchmessern von bis zu 200 Metern in der Diskussion.

Da bei WKAs mit derart gewaltigen Ausmaßen auch für ein Höchstmaß an Sicherheit gesorgt werden muss sorgt das Fraunhofer-Center für Windenergie und Meerestechnik (CWMT) in Bremerhaven als wissenschaftliche Prüfstelle dafür, dass nur optimale Materialien, Oberflächen, Verbindungen und Fertigungstechniken zum Einsatz kommen. Gleichzeitig hat sich das Institut zur Aufgabe gemacht, in seinen neuen Gebäuden die Betriebsfestigkeit und Systemzuverlässigkeit von Anlagen und deren Komponenten zu prüfen. Herzstück der Prüfanlage ist dabei ein nahezu monolithischer Betonblock von 7,80 Meter Höhe, 6,80 Meter Länge und 5,80 Meter Breite. Diesen Block durchzieht eine 1,8 Meter im Durchmesser messende Durchführung, in die die zu testenden Rotorblätter eingespannt werden.

Für den Bau dieser Testeinrichtung lieferte die Transportbeton-Bremerhaven insgesamt 2.100 Kubikmeter Beton

300 Kubikmeter davon besteht aus dem selbstverdichtendem Beton „Aaton Ultra“ für den Spannblock. Dabei handelt es sich bei weitem nicht um eine Standardrezeptur. Die Qualitätsvorschriften wurden aufgrund der Schwingungen, Torsionen und Vibrationen festgelegt, die im Testlabor simuliert wurden. Um den besonderen Anforderungen entsprechenden optimalen Beton zu liefern, wurden das betontechologische Konzept wie auch die eigentliche Rezeptur zusammen mit der Materialprüfanstalt in Braunschweig erarbeitet. Das Ergebnis war ein Beton C 50/60 für massige Bauteile mit einem CEM III/B 42,5 N-LHHSNA. Aufgrund der extremen Bewehrungsführung und einer großen Anzahl an Durchdringungen war die Ausführung nur mit einem selbstverdichtenden Beton mit einem Größtkorn von 8 mm möglich. Insgesamt 90 t Armierungsstähle sorgen zusätzlich dafür, dass der Betonmonolith den extremen Belastungen während des Rotorblatt-Tests sicher widerstehen kann.

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