Neuer Werkstoff für Riesen-Rotoren

Es ist der klassische Zielkonflikt: Offshore-Windräder sollen aus Ertragsgründen immer größer werden - aber nicht schwerer. Um dieses Dilemma zu lösen, braucht es neue Kunststoffe. Deshalb entwickeln Fraunhofer-Forscher gemeinsam mit Partnern aus der Industrie hochbelastbare thermoplastische Schäume und Verbundwerkstoffe, die die Blätter leichter und recycelbar machen.

Es ist der klassische Zielkonflikt: Offshore-Windräder sollen aus Ertragsgründen immer größer werden - aber nicht schwerer. Um dieses Dilemma zu lösen, braucht es neue Kunststoffe. Deshalb entwickeln Fraunhofer-Forscher gemeinsam mit Partnern aus der Industrie hochbelastbare thermoplastische Schäume und Verbundwerkstoffe, die die Blätter leichter und recycelbar machen.

Windräder mit bis zu 80 Meter langen Rotorblättern und einem Rotordurchmesser von über 160 Metern sollen für maximale Energieausbeute sorgen. Im EU-Projekt WALiD (Wind Blade Using Cost-Effective Advanced Lightweight Design) widmen sich Wissenschaftler des Fraunhofer-Instituts für Chemische Technologie ICT in Pfinztal dem Leichtbaudesign. Das wird gleich eine ganze Reihe von Parametern bei der Windradfertigung grundlegend verändern. Der Weg führt vom händisch hergestellten und nicht recycelbaren Rotorblatt aus Thermoplast zu solchen aus thermoplastischen, schmelzbaren Kunststoffen, die mit Hilfe von automatisierten Fertigungsanlagen effizient verarbeitet werden können.

Die dabei verwendeten thermoplastischen Schäume lassen sich auch noch in vielen anderen Bereichen einsetzen, etwa im Automobilbereich oder in der Luft- und Schifffahrt. Im Fahrzeug nutzen Hersteller geschäumte Stoffe bislang etwa in der Sonnenblende oder im Sitzbereich, aber nicht für tragende Teile, weil die aktuellen Materialien in Sachen Temperaturbeständigkeit enge Grenzen haben. Deshalb lassen sie sich beispielsweise nicht als Isolation in Motornähe verbauen. Die neuen, aufschmelzbaren Kunststoffschäume dagegen sind temperaturstabil und eignen sich etwa als Dämmmaterial für motornahe Bereiche. "Sie widerstehen dauerhaft höheren Temperaturen als beispielsweise expandierter Polysterolschaum oder Polypropylen", so ein Fraunhofer-Forscher. Aufgrund der verbesserten mechanischen Eigenschaften seien sie auch als Türmodul oder als Versteifungselement im Sandwichverbund vorstellbar. (vm/en-wid)