Die riesigen Rotorblätter werden mit modernsten Hochleistungsklebstoffen, wie Epoxidsystemen, Polyurethan- oder Methacrylat-Klebstoffen, geklebt (Bild: Fraunhofer IWES BladeMaker-Demozentrum, Frank Bauer)
28.04.2022 Die unendliche Kraft des Windes – und des Klebens
2019 wurden bereits über 40% der durchschnittlichen Stromerzeugung aus erneuerbaren Energien gewonnen[1] – allen voran aus Windkraftanlagen. Den Naturgewalten ausgesetzt, müssen diese allen Witterungsverhältnissen standhalten. Eine Herausforderung, die sich – so der Industrie Verband Klebstoffe e.V. – nur mithilfe moderner Hochleistungsklebstoffe meistern lässt.
Erneuerbare Energien gehören zu den wichtigsten Entwicklungen in Deutschland. Als natürliche, unerschöpfliche Energiequellen spielen sie die Schlüsselrolle bei der angestrebten „Energiewende“, also dem Umstieg auf eine nachhaltige, umwelt- und klimaschonende Stromversorgung.[2] Bis zum Jahr 2050 soll ihr Anteil am gesamten Stromverbrauch bei mindestens 80% liegen – so das Ziel der Bundesregierung.
Ein Meilenstein auf diesem Weg: Im vergangenen Jahr erzielten die knapp 30.000 in Deutschland installierten Windkraftanlagen erstmals mehr Strom als alle anderen Energieträger.[3] Unter freiem Himmel müssen sie starken Temperaturunterschieden, Schnee, Regen, Hagel und UV-Strahlung standhalten. Offshore, auf hoher See, kommen noch salzhaltiges Spritzwasser, Bewuchs von Muscheln und Algen sowie extreme, orkanartige Windgeschwindigkeiten von bis zu 70 m/s – also 252 km/h – hinzu. Die immer größer werdenden Rotorblätter benötigen folglich eine außergewöhnliche Stabilität, müssen aber gleichzeitig möglichst leicht und flexibel bleiben. Denn bei höheren Windstärken kann sich ein Rotorblatt an der Blattspitze um bis zu 20 m verformen.[4]
Diese bestehen i.d.R. aus zwei Hälften, die mit speziellen Hochleistungsklebstoffen, wie Epoxidsystemen, Polyurethan- oder Methacrylat-Klebstoffen, geklebt werden. Dabei ist zunächst das Verarbeitungsverhalten des Klebstoffs entscheidend. Er darf beim Auftragen nicht wegfließen und muss schnell vollständig aushärten, gleichzeitig aber genug Zeit zum korrekten Schließen der Form geben. Das Wichtigste bei einer Einsatzdauer von 20 bis 25 Jahren und (nahezu) Dauerbetrieb unter extremen Bedingungen ist die statische Festigkeit. Bei geklebten Verbindungen werden die Werkstoffe nicht wie beim Schrauben oder Nieten durch gebohrte oder gestanzte Löcher geschwächt. Dadurch treten keine problematischen Spannungsspitzen auf, die zum Reißen der Bauteile führen könnten. Und auch Korrosion ist bei diesen Klebverbindungen kein Thema – ein wichtiger Aspekt für die immer bedeutender werdenden Offshore-Windparks. Um der angestrebten Energiewende Tag für Tag ein Stückchen näher zu kommen, sind Windkrafträder mit ihrem täglich produzierten Ökostrom unersetzlich. Durch sie können wir die unerschöpfliche Kraft des Windes optimal nutzen und unsere Stromversorgung nachhaltiger gestalten.
Quellen:
[1] Statista, Erneuerbare Energien, 2019.
[2] Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (BMWi)
[3] Bundesverband Windenergie (BWE), Stand Dezember 2019
[4] Fraunhofer-Institut für Windenergiesysteme (IWES)
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