Das US-amerikanische National Renewable Energy Laboratory (NREL) hat eine Methode zur Herstellung von Rotorblättern für Windkraftanlagen entwickelt, die die Leistung und die Recyclingfähigkeit der Blätter verbessern soll. Dazu entstand eine einzigartige Einrichtung für den 3D-Druck mit Thermoplasten. Wir haben das Wichtigste zu der Arbeit am NREL zusammengefasst.

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Mit einer neu entwickelten Methode zur Herstellung von Rotorblättern für Windkraftanlagen soll es Forschern des US-amerikanischen National Renewable Energy Laboratory (NREL) zufolge möglich sein, deren Leistung und die Recyclingfähigkeit am Ende der Lebensdauer zu verbessern. Statt Klingen aus normalem duroplastischen Harz entwickelte das Team eine einzigartige Einrichtung für den 3D-Druck mit Thermoplasten, die später erhitzt und so ihre ursprünglichen Polymere zur Wiederverwendung zurückgewonnen werden können. Die Forscher haben bereits einen 13-Meter-Prototyp gefertigt und gehen davon aus, dass der Prozess für Hersteller künftig weniger Kosten und schnellere Ergebnisse bedeutet. Ein andere Forschungsprojekt verfolgte ähnliche Ansätze. Forscher aus Kanada recyceln Turbinenblätter von Windkraftwerken zu besonders starkem 3D-Druck-Material.

Details zu den 3D-gedruckten und recycelbaren Windturbinenblättern

3D-gedrucktes 13 Meter langes thermoplastisches Blatt
Die Forscher haben bereits einen 13 Meter langen Prototyp (im Bild) gefertigt (Bild © Ryan Beach, NREL).

Viele Windturbinenblätter haben ein muschelähnliches Design aus zwei mit Klebstoffen verbundenen Glasfaser-„Häuten“, die durch Scherstege versteift werden. Die dabei eingesetzten duroplastischen Harzen vernetzen nach dem Aushärten irreversibel, wodurch ihre Kunststoffe nicht mehr wiederverwendet werden können. Um Präsident Bidens Ziel der Halbierung der Treibhausgasemissionen in den USA bis 2030 zu erreichen, haben die NREL-Forscher an einer Modernisierung des Prozesses gearbeitet.

Derek Berry, der Leiter des NREL-Projekts, und sein Team haben mit Kollegen der NREL-Einrichtung „Composites Manufacturing Education and Technology“ oder „CoMET“ gemeinsam eine Lösung für die zirkuläre Rotorblattproduktion entwickelt. Das Projekt wurde vom Advanced Manufacturing Office des US-Energieministeriums unterstützt. Es entstand eine Anlage, die aus recycelbaren Thermoplasten Rotorblätter herstellen kann. Diese werden dann durch thermisches Schweißen an anderen Teilen befestigt, wobei ein Prozess genutzt wird, der ohne giftige und teure Klebstoffe auskommt.

Das multidisziplinäre Team ist außerdem in der Lage, dank des 3D-Drucks auch fortschrittlichere Schaufeln mit hoch entwickelten, netzförmigen Strukturen herzustellen, mit unterschiedlichen Dichten und Geometrien zwischen ihren „Häuten“.

Video zur „Composites Manufacturing Education and Technology Facility“

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