Neue Vor-Ort-Reparatur von Rotorblättern für Windkraftanlagen

veröffentlicht am 09.09.2022
Reparatur von Blattwurzeln

CNC Onsite aus Dänemark bietet als erstes Unternehmen Vor-Ort-Reparaturen von Rotorblattwurzeln für Windkraftanlagen an. 

Schäden an den Rotorblattwurzeln älterer Windkraftanlagen konnten bisher nur beim Hersteller repariert werden, was eine teure Logistik und lange Ausfallzeiten zur Folge hatte. Betreiber hatten oft keine andere Wahl, als ein neues Blatt zu kaufen oder die gesamte Anlage zu verschrotten.

Mit seiner neuen mobilen Maschine, das für den effizienten Austausch beschädigter Einsätze in den Blattwurzeln entwickelt wurde, bietet das dänische Unternehmen CNC Onsite als erstes wirtschaftliche Präzisionsreparaturen an, die direkt vor Ort im Windpark durchgeführt werden. Damit entfallen Transporte, die sowohl das Budget als auch die Umwelt belasten, sowie Wartezeiten für einen Reparatur-Termin.

Die Gewinde-Einsätze, die während des Herstellungsprozesses in das Rotorblatt eingearbeitet werden und für die Verbindung des Blattes mit der Rotor-Nabe entscheidend sind, können sich mit der Zeit lösen. Bei älteren Blättern können sich Mikrorisse bilden. In diese Risse dringen Verunreinigungen wie Fett und Hydrauliköl ein und schwächen dadurch die Verbindung. Dies gefährdet letztlich die strukturelle Sicherheit der Blattwurzel, da insbesondere bei hoher Belastung das Material ermüdet. Im schlimmsten Fall kann dies zum Abreißen des Rotorblattes führen.

Reparatur der Blattwurzel im Windpark

Bei der Methode von CNC Onsite wird das Rotorblatt demontiert, bevor es in einer Reparatur-Umgebung im Windpark selbst platziert wird. Das mobile automatische Bearbeitungs-Maschine wird am Blatt ausgerichtet und bohrt die fehlerhaften Einsätze aus dem Verbundwerkstoff heraus. Um sicherzustellen, dass der Hohlraum genau dem Durchmesser und der Form des Ersatzteils entspricht, wird ein weiterer präziser Bohrvorgang durchgeführt, damit das neue Teil eingesetzt und anschließend mit Klebematerial befestigt werden kann.

„Die Reparatur der Blattwurzel-Einsätze vor Ort ist ein komplexer Vorgang. Man muss in der Lage sein, mehrere Prozessparameter zu steuern, um sicherzustellen, dass das Blatt nicht noch weiter beschädigt wird. Und es ist wichtig, genau in der Mitte der vorhandenen Einsätze zu bohren“, erklärt Søren Kellenberger, Vertriebsleiter und Partner bei CNC Onsite.

Diese neue Maschine wurde als Antwort auf die Bedürfnisse von Betreibern entwickelt, die eine Vor-Ort-Reparaturlösung suchten. Sie profitierte von der bewährten CNC-gesteuerten Maschinentechnologie des Unternehmens, mit der Reparaturen am Drehkranz der Windrichtungsnachführung und an den Turmflanschen unter Einhaltung feinster Toleranzen im Mikrometerbereich durchgeführt werden können.

„Derzeit besteht die einzige Möglichkeit, Gewinde-Einsätze von Windkraftanlagen zu reparieren, darin, das gesamte Blatt auszubauen und zum Hersteller zu transportieren. Die erste Herausforderung sind die enormen Kosten für den Transport des Blattes auf öffentlichen Straßen. Zweitens ist es schwierig, einen Reparaturtermin zu bekommen, da die Hersteller mit dem Bau neuer Blätter sehr beschäftigt sind.“

„Bei jeder Handhabung und jedem Transport besteht außerdem die Gefahr, dass die Blattstruktur beschädigt wird. Daher ist eine Reparatur vor Ort in jeder Hinsicht vorzuziehen, besonders wenn man die Qualität erreichen kann, die wir mit unserer neuen Lösung erreichen“, fügt Kellenberger hinzu.

Ältere Blattmodelle haben eine kürzere Lebensdauer

Die Energiewende hin zu mehr Ökostrom bedeutet nicht nur, dass die Hersteller von Rotorblättern mit der Produktion neuer Blätter ausgelastet sind. Frühere Rotorblatt-Modelle sind häufig nach fünf bis zehn Jahren ausgelaufen, was bedeutet, dass die Form für Ersatzanfertigungen neu hergestellt werden muss. Als eine der empfindlichsten Komponenten einer Windkraftanlage sind die Blätter auch die teuersten Bauteile, die etwa 25 bis 30 Prozent der Baukosten ausmachen.

Der Austausch von Blättern bei älteren Windkraftanlagen ist oft nicht wirtschaftlich. Der Betreiber kann beschließen, die Anlage mit reduzierter Leistung weiterlaufen zu lassen oder sie sogar stillzulegen. Die Aufrechterhaltung des Betriebs der Windkraftanlagen ist wichtig, um die Ziele für erneuerbare Energien zu erreichen. Die Reparaturlösung von CNC Onsite kann eine wichtige Rolle bei der Verlängerung der Lebensdauer bestehender Windenergieanlage spielen.

CNC Onsite und We4Ce bieten Full-Service-Lösung

CNC Onsite hat sich für eine Partnerschaft mit dem niederländischen Unternehmen We4Ce zusammen getan, einem internationalen Experten für Rotorblätter und Blattwurzel-Verbindungen, um eine komplette Reparaturlösung mit Schwerpunkt auf hochfesten Blattwurzeln anzubieten.

„Der schwierigste Teil des Austauschs eines Gewindeeinsatzes ist das Zentrieren des Ersatzteils. Wir haben Buchsen-Einsätze mit einem Design entwickelt, das die Positionierung des neuen Bauteils optimiert. Diese Komplettlösung bietet eine stärkere Verbindung zwischen dem Einsatz und dem Blatt“, erklärt Edo Kuipers, Engineering Manager und Mitinhaber von We4Ce.

Die vollständige Reparaturlösung ist ab Herbst 2022 verfügbar

Der Schwertransport eines Rotorenblatt kostet nicht nur mehrere Zehntausend Euro, sondern erfordert auch eine lange Planung und Genehmigung, ganz zu schweigen von den Kosten für die Ausfallzeit. Der energieeffiziente Reparaturservice von CNC Onsite wird zu einem Bruchteil dieser Kosten angeboten. „Die Reparatur bietet nicht nur wirtschaftliche, sondern auch offensichtliche Umweltvorteile in Bezug auf die CO2-Reduzierung und die Tatsache, dass eine Windkraftanlage nicht stillgelegt werden muss, weil sich eine Reparatur nicht mehr lohnt“, erklärt Kellenberger.

„Unsere vielen Gespräche mit potenziellen Kunden haben gezeigt, dass es einen Bedarf für diese Vor-Ort-Reparatur gibt. Ab Spätherbst dieses Jahres werden wir diesen Service anbieten, der unserer Meinung nach die erste Vor-Ort-Methode überhaupt und für alle Blattgrößen verfügbar ist“, so Kellenberger abschließend.

Die effiziente Reparatur von Windenergieanlagen ist ein zunehmend wichtiger Bestandteil der Energiewende. Probleme mit Gewinde-Einsätzen werden in der Regel bei der Wartung festgestellt und treten meist bei Anlagen auf, die älter als 15 Jahre sind. Die neue Blattwurzelreparatur von CNC Onsite dauert schätzungsweise zwei bis drei Tage, je nach Anzahl der fehlerhaften Einsätze; im Gegensatz zu den früheren, Monate langen Aufenthalten beim Hersteller.

Die neue Lösung von CNC Onsite für die Reparatur von Rotorblattwurzeln sowie Informationen zur Flanschfräsmaschine für 10-Meter-Turbinen und eine patentierte Methode zur Reparatur von Drehkränzen werden erstmals auf der Wind Energy Hamburg vom 27. bis 30. September auf dem Stand von CNC Onsite in Halle B, EG.504, vorgestellt.