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Rotorblätter
5.1 Einführung
Das Rotorblatt ist ein besonders wichtiges Element einer Windenergieanlage (WEA). Seine
Form ist entscheidend für die Leistungsausbeute. Sie wird nach aerodynamischen Kriterien
optimiert, wie es z. B. imKapitel 4 beschrieben worden ist. Um einmöglichst geringes Gewicht
des Rotorblattes bei den durch die Aerodynamik festgelegten Abmessungen zu erreichen, ist
eine Optimierung der Festigkeit, d. h., der Querschnittsabmessungen bzw. des Materialeinsat-
zes unter Beibehaltung der aerodynamischen Eigenschaften erforderlich, wobei das Gewicht
wieder Auswirkungen auf die Festigkeit hat. Dadurch werden der Materialverbrauch und da-
mit auch die Kosten für die Herstellung des Rotorblattes minimiert. Das Rotorblatt ist nach
Turm und Fundament das zweitteuerste Teil einer Windenergieanlage, die Kosten betragen
ca. 16-18% der Gesamtkosten.
In den letzten 25 Jahren sind die Rotordurchmesser immer größer geworden, von durch-
schnittlich 20m Durchmesser 1985 auf 120m heute. Zurzeit werden Prototypen gebaut, die
Durchmesser von über 160m haben (Stand Ende 2011). Während bei kleinen Rotoren die
Windlasten für die Festigkeitsauslegung dominierend sind, werden mit zunehmenden Durch-
messern die Biegemomente aus den Eigengewichten immer bestimmender. Das Gewicht der
Rotorblätter nimmt exponentiell mit der Blattlänge zu, siehe Bild 5.1.
Bild 5.1
Rotorblattgewichte
in Abhängigkeit vom Radi-
us, nach [
2]
Als Materialien für Rotorblätter können Stahl, Aluminium, Holz und FVW (Faserverbundwerk-
stoffe) verwendet werden. Bei den modernen, großen Rotorblättern haben sich glasfaserver-
stärkte Kunststoffe (GFK) aufgrund der guten Festigkeitseigenschaften bei relativ geringenMa-
terialkosten durchgesetzt.
