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Windkraftanlagen: CNC Onsite ermöglicht Vor-Ort-Reparaturen von Rotorblattwurzeln

  • Ausbohren und Auswechseln der Blatteinsätze in wenigen Tagen
  • Reduzierte Logistikkosten, minimale Ausfallzeiten und weniger Umweltbelastung
  • Alternative zur Stilllegung

 

Foto: Artur Zudin / unsplash.
Schäden an den Rotorblattwurzeln älterer Windkraftanlagen konnten bisher nur beim Hersteller repariert werden, was eine teure Logistik und lange Ausfallzeiten zur Folge hatte. Betreiber hatten oft keine andere Wahl, als ein neues Blatt zu kaufen oder die gesamte Anlage zu verschrotten.

Mit seiner neuen mobilen Maschine, die für den effizienten Austausch beschädigter Einsätze in den Blattwurzeln entwickelt wurde, bietet das dänische Unternehmen CNC Onsite als erstes wirtschaftliche Präzisionsreparaturen an, die direkt vor Ort im Windpark durchgeführt werden. Damit entfallen Transporte, die sowohl das Budget als auch die Umwelt belasten, sowie Wartezeiten für einen Reparatur-Termin.

Die Gewinde-Einsätze, die für die Verbindung des Blattes mit der Rotor-Nabe in das Rotorblatt eingearbeitet sind, können sich mit der Zeit lösen. Bei älteren Blättern können sich Mikrorisse* bilden. In diese Risse dringen Verunreinigungen wie Fett und Hydrauliköl ein und schwächen dadurch die Verbindung. Dies gefährdet letztlich die strukturelle Sicherheit der Blattwurzel, da insbesondere bei hoher Belastung das Material ermüdet. Im schlimmsten Fall kann dies zum Abreißen des Rotorblattes führen.

 
Reparatur der Blattwurzel im Windpark

Reparatur einer Rotorblattwurzel vor Ort. Infografik: CNC Onsite.
Bei der Methode von CNC Onsite wird das Rotorblatt demontiert, bevor es in einer Reparatur-Umgebung im Windpark selbst platziert wird. Die mobile Bearbeitungs-Maschine wird am Blatt ausgerichtet und bohrt die fehlerhaften Einsätze aus dem Verbundwerkstoff heraus. Um sicherzustellen, dass der Hohlraum genau dem Durchmesser und der Form des Ersatzteils entspricht, wird ein weiterer präziser Bohrvorgang durchgeführt, damit das neue Teil eingesetzt und anschließend mit Klebematerial befestigt werden kann.

„Die Reparatur der Blattwurzel-Einsätze vor Ort ist ein komplexer Vorgang. Man muss in der Lage sein, mehrere Prozess-Parameter zu steuern, um sicherzustellen, dass das Blatt nicht noch weiter beschädigt wird. Und es ist wichtig, genau in der Mitte der vorhandenen Einsätze zu bohren“, erklärt Søren Kellenberger, Vertriebsleiter und Partner bei CNC Onsite.

Diese neue Maschine wurde als Antwort auf die Bedürfnisse von Betreibern entwickelt, die eine Vor-Ort-Reparaturlösung suchten. Sie nutzt die bewährte CNC-gesteuerten Maschinentechnologie des Unternehmens, mit der Reparaturen am Drehkranz der Windrichtungsnachführung und an den Turmflanschen unter Einhaltung feinster Toleranzen im Mikrometerbereich durchgeführt werden können.

„Derzeit besteht die einzige Möglichkeit, Gewinde-Einsätze von Windkraftanlagen zu reparieren, darin, das gesamte Blatt auszubauen und zum Hersteller zu transportieren. Die erste Herausforderung sind die enormen Kosten für den Transport des Blattes auf öffentlichen Straßen. Zweitens ist es schwierig, einen Reparatur-Termin zu bekommen, da die Hersteller mit dem Bau neuer Blätter sehr beschäftigt sind.“

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„Bei jeder Handhabung und jedem Transport besteht außerdem die Gefahr, dass die Blattstruktur beschädigt wird. Daher ist eine Reparatur vor Ort in jeder Hinsicht vorzuziehen, besonders wenn man die Qualität erreichen kann, die wir mit unserer neuen Lösung erreichen“, fügt Kellenberger hinzu.

 
Ältere Blattmodelle haben eine kürzere Lebensdauer

Schäden an den Einsätzen (oben), nach der Reparatur (unten). Fotos: CNC Onsite.
Die Energiewende hin zu mehr Ökostrom bedeutet nicht nur, dass die Hersteller von Rotorblättern mit der Produktion neuer Blätter ausgelastet sind. Frühere Rotorblatt-Modelle sind häufig nach fünf bis zehn Jahren ausgelaufen. Das bedeutet, dass die Form für Ersatzanfertigungen neu angefertigt werden müsste. Als eine der empfindlichsten Komponenten einer Windkraftanlage sind die Blätter auch die teuersten Bauteile, die etwa 25 bis 30 Prozent der Baukosten ausmachen.

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Der Austausch von Rotorblättern bei älteren Windkraftanlagen ist oft nicht wirtschaftlich. Der Betreiber kann beschließen, die Anlage mit reduzierter Leistung weiterlaufen zu lassen oder sie sogar stillzulegen. Die Aufrechterhaltung des Betriebs der Windkraftanlagen ist wichtig, um die Ziele für erneuerbare Energien zu erreichen. Die Reparaturlösung von CNC Onsite kann eine wichtige Rolle bei der Verlängerung der Lebensdauer bestehender Windenergieanlage spielen.

 
CNC Onsite und We4Ce bieten Full-Service-Lösung

Die Reparatur von Gewinde-Einsätzen der Blattwurzel dauert wenige Tage. Foto: CNC Onsite.
CNC Onsite hat sich für eine Partnerschaft mit We4Ce zusammen getan, um eine komplette Reparaturlösung mit Schwerpunkt auf hochfesten Blattwurzeln anzubieten. Das niederländische Unternehmen We4Ce ist ein internationaler tätiger Experte für Rotorblätter und Blattwurzel-Verbindungen. „Der schwierigste Teil des Austauschs eines Gewinde-Einsatzes ist das Zentrieren des Ersatzteils. Wir haben Buchsen-Einsätze mit einem Design entwickelt, das die Positionierung des neuen Bauteils optimiert. Diese Komplettlösung bietet eine stärkere Verbindung zwischen dem Einsatz und dem Blatt“, erklärt Edo Kuipers, Engineering Manager und Mitinhaber von We4Ce.

 
Die vollständige Reparaturlösung ist ab Herbst 2022 verfügbar

Transport eines Rotorblattes. Foto: Colin Watts / unsplash.
Der Schwertransport eines Rotorenblatt kostet nicht nur mehrere Zehntausend Euro, sondern erfordert auch eine lange Planung und Genehmigung, ganz zu schweigen von den Kosten für die Ausfallzeit. Der energieeffiziente Reparaturservice von CNC Onsite wird zu einem Bruchteil dieser Kosten angeboten. „Die Reparatur bietet nicht nur wirtschaftliche, sondern auch offensichtliche Umweltvorteile in Bezug auf die CO2-Reduzierung. Dazu kommt die Tatsache, dass eine Windkraftanlage nicht stillgelegt werden muss, weil sich eine Reparatur nicht mehr lohnt“, erklärt Kellenberger.

„Unsere Gespräche mit potenziellen Kunden haben gezeigt, dass es einen Bedarf für diese Vor-Ort-Reparatur gibt. Ab Spätherbst dieses Jahres werden wir diesen Service anbieten, der unserer Meinung nach die erste Vor-Ort-Methode überhaupt und für alle Blattgrößen verfügbar ist“, so Kellenberger abschließend.

Die effiziente Reparatur von Windenergieanlagen ist ein zunehmend wichtiger Bestandteil der Energiewende. Probleme mit Gewinde-Einsätzen werden in der Regel bei der Wartung festgestellt und treten meist bei Anlagen auf, die älter als 15 Jahre sind. Die neue Blattwurzel-Reparatur von CNC Onsite dauert schätzungsweise zwei bis drei Tage, je nach Anzahl der fehlerhaften Einsätze – im Gegensatz zu den früheren, Monate langen Aufenthalten beim Hersteller.

 
*) Mikrorisse können aufgrund von Polymerschrumpfung auftreten, die manchmal auftreten, wenn Diskrepanzen zwischen den Volumenniveaus des Harzes, das zwischen den vorgefertigten Verbundkomponenten und den Gewindeeinsätzen verwendet wird, und dem Volumen, das zwischen dem Wurzellaminat und den Gewindeeinsätzen verwendet wird, bestehen.

 
Über CNC Onsite
CNC Onsite mit Hauptsitz im dänischen Vejle entwickelt und liefert hochpräzise mobile Werkzeugmaschinen für Windkraftanlagen. Die von CNC Onsite gebauten Maschinen sind so konzipiert, dass sie mit Hilfe des firmeneigenen „Baustein“-Ansatzes flexibel sind, was bedeutet, dass die Maschinen für eine Reihe von Aufgaben gebaut werden können. CNC Onsite bedient den Onshore- und Offshore-Windenergiesektor und liefert als Standardlösungen für den Windsektor u. a. für die Bearbeitung von Stahlflanschen mit großem Durchmesser (einschließlich Kipp- und Blattwurzelenden). Spezialisierte Reparaturdienste umfassen Gierring, Einsätze in Blattwurzel, Rotorschloss, Generatorwelle, Lagergehäuse und Gewindebohrungen. Das Entfernen und Ersetzen verschlissener und gebrochener Bolzen rundet das Angebot ab.
www.cnconsite.dk
CNC Onsite / Moller International
Fotos: CNC Onsite (3), Artur Zudin / unsplash (1), Colin Watts / unsplash (1)

 

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