Kieler Forscher entwickeln Rotorblätter für Kleinwindkraftanlagen aus Naturfaser
Kieler Forscher untersuchen in einem Forschungsprojekt, wie Naturfasern teure und umweltbelastende Verbundstoffe in Rotorblättern ersetzen können.
(Bild: Leandra Freese)
Ein Forschungsteam der Hochschule für Angewandte Wissenschaften Kiel (HAW Kiel) entwickelt zusammen mit Nuebold Yachtbau GmbH ein Verfahren, das die teure Produktion von Rotorblättern für kleine Windkraftanlagen zur Energieversorgung verbilligen kann. Statt sie aus glas- und kohlefaserverstärkten Kunststoffen herzustellen, die später auch noch aufwendig entsorgt werden müssen, nutzen die Kieler Wissenschaftler Naturfaser als Grundmaterial.
Die Verwendung von Verbundstoffen aus Glas- und Kohlefaser für den Rotorblätterbau ist nicht besonders ökologisch. Der Rückbau älterer Windkraftanlagen in den kommenden Jahren wird eine große Menge an Abfall produzieren. Schon jetzt fallen jährlich mehrere zehntausend Tonnen an – ein Entsorgungsproblem. Stahl und Beton stellen dabei weniger ein Problem dar. Rund 85 Prozent davon lassen sich wiederverwenden, sagen die Wissenschaftler.
Problematisch sind vor allem die verwendeten Verbundstoffe der Rotorblätter, die für die nötige Stabilität und Flexibilität sorgen, damit die Windräder auch den Belastungen dauerhaft standhalten können.
Materialtests und Prototypenerstellung
Die Forscher haben sich deshalb im Vorfeld des Projektes "Entwicklung von Rotorblättern für Kleinwindanlagen aus Naturmaterialien" zusammen mit der Nuebold Yachtbau GmbH damit beschäftigt, wie sich Glasfaserverbundstoffe durch Naturfasern ersetzen lassen können. Der Schiffsbauer fertigte dazu verschiedene Proben aus Flachsfasern an und testete sie auf Stabilität und Belastbarkeit. Das erfolgt noch, ohne die besonderen Eigenschaften der Flachsfasern zu berücksichtigen, erklärt Jaron Nübold, Geschäftsführer des Unternehmens.
Die Untersuchungen sind nun im Rahmen des Projekts intensiviert worden. Zunächst werden geeignete Naturfasermaterialien genauer unter die Lupe genommen. Darunter fallen etwa Flachs, Balsaholz und Paulownia, ein Blauglockenbaumgewächs. Die Naturfasern werden auf ihre Belastbarkeit getestet. Danach entwickeln die Forscher den Aufbau und die Form der Rotorblätter mithilfe von Computersimulationen, die dann in erste Modelle überführt werden. Im Windkanal der HAW Kiel sollen diese Modelle dann getestet und erste Prototypen in Originalgröße erstellt werden. Darunter fallen auch Belastungstests, etwa der Biegung, nach der DIN-Norm für Windenergieanlagen. Eine Kleinwindkraftanlage mit einer Rotorfläche kleiner als 200 m² soll dann mit den Rotorblättern aus Naturfasern aufgebaut werden, so der Plan der Wissenschaftler.
"Wir möchten zeigen, dass nachhaltige Rotorblätter aus Flachsfasern und anderen nachwachsenden Rohstoffen sämtliche technischen Anforderungen erfüllen können und so einen echten Beitrag für eine noch nachhaltigere Windenergie leisten", erklärt Projektleiter Prof. Dr.-Ing. Sten Böhme der HAW Kiel das Ziel.
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Das Projekt ist am 1. Oktober 2025 gestartet und hat eine Laufzeit von zwei Jahren. Gefördert wird es von der Gesellschaft für Energie- und Klimaschutz Schleswig-Holstein (EKSH), die die Forschungsarbeiten mit 175.000 Euro unterstützt.
(olb)
