Haifischhautlack beflügelt Windenergieanlagen – leistungssteigernd und leise

Widerstandsreduzierende Riblet-Mikrostruktur / Bilsquelle: Fraunhofer IFAM

Untersuchungen des Einflusses des im Fraunhofer-Institut für Fertigungstechnik und Angewandte Materialforschung IFAM, Bremen, entwickelten Riblet-Lacksystem auf die aerodynamischen Eigenschaften eines Modells eines Windenergieanlagenrotorblatts hat zu erfolgsversprechenden Ergebnissen hinsichtlich Leistungssteigerung und reduzierten Lärmemissionen bei Windenergieanlagen geführt.

Das Potenzial von Riblet-Beschichtungen für Windenergieanlagen: Mehr Leistung und reduzierte Lärmemissionen / Bildquelle: MEV

Im Versuch konnte die Gleitzahl – das heißt das Verhältnis zwischen Auftrieb und Reibung – durch die funktionelle Riblet-Beschichtung um mehr als 30 % gesteigert werden. Daraus resultiert die Prognose, dass sich durch das Riblet-Lacksystem die aerodynamische Qualität der Rotorblätter signifikant steigern lässt – und zwar ohne zusätzliche Lasten für die Konstruktion der Windenergieanlage, da die leistungssteigernde Funktion in das Lacksystem integriert ist.

Diese Ergebnisse führen zu der Annahme, dass die Leistungssteigerung durch das Riblet-Lacksystem eine Erhöhung der jährlichen Stromausbeute zwischen 5 und 6 % ermöglicht, so Dr. Volkmar Stenzel, Leiter des Bereichs Lacktechnik am Fraunhofer IFAM. Darüber hinaus wird ein zusätzlicher Nutzen durch den Haifischhautlack für die unmittelbare Umgebung erwartet: Die Beschichtung kann gleichzeitig in der Lage sein, die Lärmemission der Anlage zu reduzieren. Die Ergebnisse wurden in praktischen Versuchen im Rahmen eines Kooperationsprojekts des Fraunhofer IFAM mit der Muehlhan AG in einem Windkanalversuch bei der Windguard GmbH in Bremerhaven durchgeführt. Die Begleitung hinsichtlich der aerodynamischen Grundlagen erfolgte durch Prof. Dr. Alois Schaffarczyk von der Fachhochschule Kiel.

Für die Versuche wurde ein Modell mit dem Profil DU-W-300 gebaut, das zunächst mit einer konventionellen glatten Beschichtung gemessen wurde. Im Anschluss erfolgte die Messung mit demselben Modell, nun aber mit der funktionellen Riblet-Beschichtung versehen. Die Messungen wurden bei zwei unterschiedlichen Windgeschwindigkeiten (50 m/s sowie 75 m/s) und verschiedenen Anstellwinkeln durchgeführt.

Vor dem Hintergrund dieser positiven Ergebnisse und Prognosen sucht das IFAM aktuell Kooperationspartner, mit denen sie gemeinsam das Potenzial der Riblet-Beschichtung für die kommerzielle Nutzung praktisch nachweisen werden.

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