DE102016014908A1

DE102016014908A1 - Rotorblatt, Windenergieanlage mit einem Rotorblatt und Reparatursatz und Verfahren zum Verstärken eines Rotorblatts

Info

Publication number: DE102016014908A1
Application number: DE102016014908.6A
Authority: DE
Inventors: Markus Werner
Original assignee: Senvion GmbH
Current assignee: Siemens Gamesa Renewable Energy Service GmbH
Priority date: 2016-12-14
Filing date: 2016-12-14
Publication date: 2018-06-14

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Rotorblatt (6), eine Windenergieanlage (2), einem Reparatursatz und ein Verfahren zum Verstärken eines Rotorblatts (6). Das Rotorblatt (6) umfasst eine Saugseitenschale (16) und eine Druckseitenschale (18), die an einer Rotorblattvorderkante (20) und einer Rotorblatthinterkante (22) zusammengefügt sind. Die Saugseitenschale (16) und die Druckseitenschale (18) sind durch einen vorderen und einen hinteren im Innenraum (34) des Rotorblatts (6) in einer Längsrichtung (L) verlaufenden Rotorblattsteg (36, 38) miteinander verbunden. Zwischen den Rotorblattstegen (36, 38) erstreckt sich ein Holmkasten (40) und ausgehend vom hinteren Rotorblattsteg (38) in Richtung der Rotorblatthinterkante (22) ein Rotorblatthinterkasten (32). Der Holmkasten (40) und/oder der Rotorblatthinterkasten (32) sind in einem Rotorblattwurzelbereich (24) mit einer auf Druck belastbaren Verstärkungsstruktur (30) verstärkt.

Description

Die Erfindung betrifft ein Rotorblatt für eine Windenergieanlage mit einer Saugseitenschale und einer Druckseitenschale, die ausgehend von einer Blattwurzel in einer Längsrichtung des Rotorblatts bis zu einer Blattspitze verlaufen und die an einer Rotorblattvorderkante und einer Rotorblatthinterkante zusammengefügt sind, wobei die Saugseitenschale und die Druckseitenschale durch einen vorderen und einen hinteren im Innenraum des Rotorblatts in Längsrichtung verlaufenden Rotorblattsteg miteinander verbunden sind, und wobei sich zwischen den Rotorblattstegen ein Holmkasten und ausgehend vom hinteren Rotorblattsteg in Richtung der Rotorblatthinterkante ein Rotorblatthinterkasten erstrecken. Ferner betrifft die Erfindung eine Windenergieanlage mit einem Rotorblatt.
Die Erfindung betrifft außerdem einen Reparatursatz zum Verstärken eines Rotorblatts sowie ein Verfahren zum Verstärken eines Rotorblatts in einem Rotorblattwurzelbereich des Holmkastens und/oder des Rotorblatthinterkastens, wobei das Rotorblatt eine Saugseitenschale und eine Druckseitenschale umfasst, die ausgehend von einer Blattwurzel in einer Längsrichtung des Rotorblatts bis zu einer Blattspitze verlaufen und die an einer Rotorblattvorderkante und einer Rotorblatthinterkante zusammengefügt sind, und wobei die Saugseitenschale und die Druckseitenschale durch einen vorderen und einen hinteren im Innenraum des Rotorblatts in Längsrichtung verlaufenden Rotorblattsteg miteinander verbunden sind, wobei sich zwischen den Rotorblattstegen ein Holmkasten und ausgehend vom hinteren Rotorblattsteg in Richtung der Rotorblatthinterkante ein Rotorblatthinterkasten erstrecken.
Die Rotorblätter einer Windenergieanlage umfassen stets eine Saugseite und eine Druckseite, die sich vielfach auf der Außenseite einer Saugseitenschale und einer Druckseitenschale erstrecken. Im Bereich einer Rotorblattvorderkante und im Bereich einer Rotorblatthinterkante sind die Saugseitenschale und die Druckseitenschale zusammengefügt. Das üblicherweise in Faserverbundbauweise hergestellte Rotorblatt erstreckt sich ausgehend von einer Blattwurzel, an der es mit der Rotornabe verbunden ist, in Längsrichtung bis zu einer Blattspitze. Zur Verstärkung sind in einem von den Rotorblattschalen umschlossenen Innenraum des Rotorblatts im Wesentlichen in Längsrichtung verlaufende Rotorblattstege vorhanden. Diese wirken mit Rotorblattgurten zusammen und bilden mit diesen eine Holmstruktur.
Auf große Rotorblätter moderner Windenergieanlagen, deren Länge in der Größenordnung von 100 m liegt, wirken im Bereich der Blattwurzel große Biegemomente. Diese Biegemomente führen zu out-of-plane-Verformungen und belasten die Klebeverbindungen zwischen den Gurten und den Stegen.
Um diesen Belastungen entgegenzuwirken, wird entsprechend dicker Kernwerkstoff und eine große Menge an Faser-Laminat eingesetzt. Die Verbindung zwischen dem Rotorblattgurt und dem Rotorblattsteg kann außerdem durch Stege mit T-Stegfüßen verstärkt werden, was jedoch mit erhöhten Kosten in der Rotorblattfertigung verbunden ist. Außerdem kann das Rotorblatt in einem sich an den Rotorblattflansch anschließenden der Rotorblattwurzel nahen Bereich ovalisiert werden. Es ist ebenso bekannt, flächige Platten nach der Art eines Rotorblattschotts in Ebenen quer zur Längsrichtung in das Rotorblatt zu integrieren.
Es ist eine Aufgabe der Erfindung, ein Rotorblatt für eine Windenergieanlage, eine Windenergieanlage mit einem Rotorblatt, einen Reparatursatz sowie ein Verfahren zum Verstärken eines Rotorblatts anzugeben, wobei die Verstärkung des Rotorblatts konstruktiv einfach, flexibel und mechanisch stabil sein soll.
Die Aufgabe wird gelöst durch ein Rotorblatt für eine Windenergieanlage mit einer Saugseitenschale und einer Druckseitenschale, die ausgehend von einer Blattwurzel in einer Längsrichtung des Rotorblatts bis zu einer Blattspitze verlaufen und die an einer Rotorblattvorderkante und einer Rotorblatthinterkante zusammengefügt sind, wobei die Saugseitenschale und die Druckseitenschale durch einen vorderen und einen hinteren im Innenraum des Rotorblatts in Längsrichtung verlaufenden Rotorblattsteg miteinander verbunden sind, und wobei sich zwischen den Rotorblattstegen ein Holmkasten und ausgehend vom hinteren Rotorblattsteg in Richtung der Rotorblatthinterkante ein Rotorblatthinterkasten erstrecken, wobei das Rotorblatt dadurch fortgebildet ist, dass der Holmkasten und/oder der Rotorblatthinterkasten in einem Blattwurzelbereich mit einer auf Druck belastbaren Verstärkungsstruktur verstärkt sind/ist.
Die Verstärkungsstruktur wirkt nach der Art einer Aussteifung, wie sie beispielsweise aus dem Tragwerksbau bekannt ist. Da die Verstärkungsstruktur vorteilhaft lediglich auf Druck belastet wird, treten keine Zugkräfte auf die Faserlagen oder Verklebungen der Rotorblattschalen oder Stege auf. Schälbelastungen werden vollständig vermieden, zumindest aber wesentlich verringert. So sinkt die Wahrscheinlichkeit für einen Zwischenfaserbruch oder einer Ablösung der Faserlagen. Es wirken keine zusätzlichen Belastungen auf die vorhandenen Verklebungen, insbesondere auf die Gurt-Steg-Verklebungen. Gleichzeitig werden die out-of-plane-Verformungen des Rotorblatts im Blattwurzelbereich deutlich verringert.
Das Rotorblatt ist insbesondere ein Offshore-Rotorblatt oder ein Rotorblatt einer Offshore-Windenergieanlage. Bei Offshore-Windener-gieanlagen kommen große Rotorblätter zum Einsatz, bei denen eine Verringerung der out-of-plane-Verformungen besonders wichtig und vorteilhaft ist.
Im Kontext der vorliegenden Beschreibung wird unter einem Rotorblattwurzelbereich ein Abschnitt des Rotorblatts verstanden, der nahe an der Blattwurzel liegt. Dieser Abschnitt erstreckt sich zwischen einer Start-Längsposition und einer End-Längsposition. Diese Längspositionen werden beispielsweise in Prozent der Gesamtlänge des Rotorblatts angegeben, also dem Verhältnis zwischen der Längsposition, gemessen ausgehend vom Rotorblattflansch, und der Gesamtlänge des Rotorblatts. Beispielsweise erstreckt sich der Rotorblattwurzelbereich zwischen einer Start-Längsposition, die zwischen 2 % bis 8 % liegt, und einer End-Längsposition, die zwischen 10 % und 20 % liegt. Es ist ebenso möglich, dass der Rotorblattwurzelbereich sich bis direkt an den Rotorblattflansch heran erstreckt, also bei 0% beginnt.
Insbesondere ist vorgesehen, dass die Verstärkungsstruktur, betrachtet in einem Querschnitt, der quer zur Längsrichtung liegt, zumindest zwei einander bezüglich eines Zentrums des Holmkastens oder des Rotorblatthinterkastens gegenüberliegende Bereiche des Holmkastens bzw. des Rotorblatthinterkastens gegeneinander abstützt. Eine solche Verstärkungsstruktur oder Aussteifung wird lediglich auf Druck belastet. Sie trägt keine die vorhandenen Verklebungen belastenden Zugkräfte in die Rotorblattschalen oder den Steg ein.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Verstärkungsstruktur sich entlang zumindest dreier Seitenwände des Holmkastens und/oder des Rotorblatthinterkastens erstreckt. Es ist ebenso vorgesehen, dass sich die Verstärkungsstruktur entlang aller vier Seitenwände des Holmkastens bzw. des Rotorblatthinterkastens erstreckt. Im Fall des Rotorblatthinterkastens gilt dies selbstverständlich nur dann, wenn dieser in einem Querschnitt quer zur Längsrichtung des Rotorblatts betrachtet eine viereckige Form aufweist. Die Verstärkungsstruktur erstreckt sich also mit anderen Worten entlang aller Seitenwände des Holmkastens und/oder des Rotorblatthinterkastens. Dabei ist insbesondere vorgesehen, dass sich die Verstärkungsstruktur abschnittsweise entlang der genannten Seitenwände erstreckt. Gemäß einer weiteren Ausführungsform erstreckt sich die Verstärkungsstruktur, betrachtet in dem genannten Querschnitt, vollständig entlang der genannten Seitenwände. Die Verstärkungsstruktur erstreckt sich bevorzugt nicht nur in einer Ebene sondern in mehreren in Längsrichtung hintereinanderliegenden Ebenen, die außerdem voneinander beabstandet sind.
Es ist ferner insbesondere vorgesehen, dass die Verstärkungsstruktur zumindest einen Spant umfasst, der sich zumindest abschnittsweise entlang einer dem Innenraum zugewandten Innenseite der Saugseitenschale, der Druckseitenschale und des Rotorblattstegs erstreckt. Die Verstärkungsstruktur hat also bevorzugt die Form eines Spants. Sie hat nicht die Form eines Schotts. Die Verstärkungsstruktur ist also mit anderen Worten nicht mit einem Schott zu verwechseln, hat nicht seine Form und auch nicht seine Funktion. Sie besteht im Gegenteil zu einem Schott nicht aus einer Platte sondern aus Stegen oder Leisten, die an oder entlang der Oberfläche der Saugseitenschale, der Druckseitenschale und/oder des Rotorblattstegs verlaufen. Die Verstärkungsstruktur bildet anders als ein Schott auch keine geschlossene Fläche. Allein aus diesem Grund erfüllt sie nicht die Wirkung eines Schotts. Im Querschnitt betrachtet hat die Verstärkungsstruktur stets eine freie Fläche bzw. einen Durchbruch, was bei einem Schott nicht der Fall ist.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist vorgesehen, dass der Spant aus einzelnen Spant-Segmenten zusammengesetzt ist, wobei insbesondere die einzelnen Spant-Segmente jeweils mit Aufnahmen zur stoff- und/oder formschlüssigen Verbindung der Spant-Segmente untereinander versehen sind.
Vorteilhaft ist ein Spant, der aus einzelnen Spant-Segmenten aufgebaut ist, für den nachträglichen Einbau besonders geeignet. Das Rotorblatt kann also nachträglich verstärkt werden. Die einzelnen Spant-Segmente können einzeln in den Innenraum des Rotorblatts transportiert werden. Sie werden durch die vorhandenen Luken in den Innenraum des Rotorblatts verbracht. Anschließend werden die Spant-Segmente im Innenraum des Rotorblatts zusammengesetzt. Die Spant-Segmente bestehen bevorzugt aus vorgefertigten Teilen. Diese werden in die Rotorblattschale geklebt, was besonders kurze Einsätze auf der Anlage ermöglicht.
Ein solches Rotorblatt ist für den Offshore-Einsatz besonders vorteilhaft. Die Anlage muss nur für eine sehr kurze Zeit stillgesetzt werden. Außerdem ist es nicht erforderlich das Rotorblatt zu demontieren, was bei Offshore-Windenergieanlagen mit hohen Kosten verbunden ist.
Die maximale Größe der Spant-Segmente beträgt beispielsweise 1,90 m × 0,55 m. Das maximale Gewicht der Spant-Segmente liegt beispielsweise bei weniger als 15 kg.
Die Spant-Segmente sind bevorzugt aus einem Faserverbundwerkstoff hergestellt. Sie bestehen beispielsweise aus einem Kern aus Kernwerkstoff (z.B. Schaum, Balsa oder dgl.) sind beidseitig mit einer oder mehreren Lagen aus einem Fasergelege belegt. Es kommen beispielsweise Biaxialgelege, bevorzugt +/- 45°-Gelege, zum Einsatz. Diese werden an einer der Saugseitenschale, der Druckseitenschale oder dem Steg abgewandten Seite oder Kante der Stege mit unidirektionalem Gelege (UD-Gelege) belegt oder verstärkt. Die Faserwerkstoffe werden beispielsweise vakuuminfusioniert. Ferner sind die Spanten bzw. die Spant-Segmente so ausgestaltet, dass ein Durchbruch bzw. eine Öffnung des (zusammengesetzten) Spants ausgerundete Ecken aufweist.
Ferner ist der Spant gemäß einer weiteren Ausführungsform aus einzelnen Spant-Segmenten zusammengesetzt, die an die dem Innenraum zugewandte Innenkontur der Saugseitenschale und/oder der Druckseitenschale und/oder des Rotorblattstegs anpassbar sind, um Fertigungs- und/oder Formtoleranzen auszugleichen. Zu diesem Zweck sind die Spant-Segmente beispielsweise mit Aufnahmen zur stoff- und/oder formschlüssigen Verbindung der Spant-Segmente untereinander versehen, welche es erlauben, die einzelnen Spant-Segmente in gewissem Maße gegeneinander zu verkippen oder zu verschieben. Beispielsweise können hierzu ausreichend große Klebelaschen an den einzelnen Spant-Segmenten vorgesehen sein.
Ferner ist insbesondere vorgesehen, dass die Verstärkungsstruktur ferner zumindest eine Längsversteifung und mehrere Spanten umfasst, wobei die Längsversteifung an zumindest zwei Spanten unmittelbar angrenzt. Gemäß einer solchen Ausführungsform erstreckt sich die Verstärkungsstruktur nicht in einer einzelnen Ebene sondern in einem Bereich.
Die Längsversteifungen werden vielfach auch als Stringer bezeichnet. Sie sind ebenfalls bevorzugt aus einem Faserverbundwerkstoff hergestellt. Beispielsweise ist also ein solcher Stringer aus Kernmaterial aufgebaut, welches mit zumindest einer Lage aus einem Biaxialgelege belegt ist (bevorzugt +/- 45°-Gelege). Als abschließende Lage kann ein unidirektionales Gelege (UD-Gelege) vorgesehen sein. Die Verstärkungsstruktur aus Spanten und Stringern ist besonders steif und wirkt somit einer out-of-plane-Verformung des Rotorblatts optimal entgegen.
Die Aufgabe wird ferner gelöst durch eine Windenergieanlage mit einem Rotorblatt gemäß einem oder mehreren der zuvor genannten Ausführungsformen. Bevorzugt handelt es sich bei der Windenergieanlage um eine Offshore-Windenergieanlage. Auf eine solche Windenergieanlage treffen ähnliche Vorteile zu, wie sie bereits im Hinblick auf das Rotorblatt selbst erwähnt wurden.
Die Aufgabe wird ebenso gelöst durch einen Reparatursatz zum Verstärken eines Rotorblatts in einem Rotorblattwurzelbereich des Holmkastens und/oder des Rotorblatthinterkastens, wobei das Rotorblatt eine Saugseitenschale und eine Druckseitenschale umfasst, die ausgehend von einer Blattwurzel in einer Längsrichtung des Rotorblatts bis zu einer Blattspitze verlaufen und die an einer Rotorblattvorderkante und einer Rotorblatthinterkante zusammengefügt sind, wobei die Saugseitenschale und die Druckseitenschale durch einen vorderen und einen hinteren im Innenraum des Rotorblatts in Längsrichtung verlaufenden Rotorblattsteg miteinander verbunden sind, und wobei sich zwischen den Rotorblattstegen ein Holmkasten und ausgehend vom hinteren Rotorblattsteg in Richtung der Rotorblatthinterkante ein Rotorblatthinterkasten erstrecken, und wobei der Reparatursatz mehrere zu einem Spant zusammensetzbare Spant-Segmente umfasst, wobei der Spant im zusammengesetzten Zustand derart ausgestaltet ist, dass er sich zumindest abschnittsweise entlang einer dem Innenraum des Rotorblatts zugewandten Innenseite der Saugseitenschale, der Druckseitenschale und des Rotorblattstegs erstreckt.
Die Spant-Segmente sind bevorzugt jeweils mit zumindest einer Aufnahme versehen, so dass die einzelnen Spant-Segmente eine formschlüssige Verbindung untereinander eingehen können.
Bevorzugt wird der Reparatursatz zum Verstärken eines Rotorblatts einer Offshore-Windenergieanlage verwendet.
Der Reparatursatz gemäß Aspekten der Erfindung ist insbesondere für die Überarbeitung von Rotorblättern im Feld geeignet (Retrofit). Es kann vorteilhaft darauf verzichtet werden, die Rotorblätter von der Windenergieanlage zu demontieren und eine Überarbeitung der Rotorblätter an geeigneter Stelle, beispielsweise beim Blatthersteller, vorzunehmen. Der Reparatursatz ist besonders vorteilhaft für die Überarbeitung von Offshore-Anlagen, bei denen eine Demontage der Rotorblätter mit sehr hohen Kosten verbunden ist. Der Reparatursatz ist also bevorzugt zum Verstärken eines Offshore-Rotorblatts (einer Offshore-Windenergieanlage) geeignet.
Die Aufgabe wird ferner gelöst durch ein Verfahren zum Verstärken eines Rotorblatts in einem wurzelnahen Bereich des Holmkastens und/oder des Rotorblatthinterkastens, wobei das Rotorblatt eine Saugseitenschale und eine Druckseitenschale umfasst, die ausgehend von einer Blattwurzel in einer Längsrichtung des Rotorblatts bis zu einer Blattspitze verlaufen und die an einer Rotorblattvorderkante und einer Rotorblatthinterkante zusammengefügt sind, und wobei die Saugseitenschale und die Druckseitenschale durch einen vorderen und einen hinteren im Innenraum des Rotorblatts in Längsrichtung verlaufenden Rotorblattsteg miteinander verbunden sind, wobei sich zwischen den Rotorblattstegen ein Holmkasten und ausgehend vom hinteren Rotorblattsteg in Richtung der Rotorblatthinterkante ein Rotorblatthinterkasten erstrecken, wobei das Verfahren dadurch fortgebildet ist, dass der Holmkasten und/oder der Rotorblatthinterkasten in einem Rotorblattwurzelbereich mit einer auf Druck belastbaren Verstärkungsstruktur verstärkt werden/wird.
Auch auf das Verfahren zum Verstärken eines Rotorblatts treffen gleiche oder ähnliche Vorteile zu, wie sie bereits zuvor im Hinblick auf das Rotorblatt bzw. den Reparatursatz erwähnt wurden.
Bevorzugt handelt es sich um ein Verfahren zum Verstärken eines Rotorblatts einer Offshore-Windenergieanlage.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Verstärkungsstruktur derart montiert wird, dass sie zumindest abschnittsweise entlang zumindest dreier Seitenwände des Holmkastens und/oder des Rotorblatthinterkastens verläuft.
Ferner ist insbesondere vorgesehen, dass als Verstärkungsstruktur zumindest ein Spant montiert wird, der sich zumindest abschnittsweise entlang zumindest einer dem Innenraum zugewandten Innenseite der Saugseitenschale, der Druckseitenschale und des Rotorblattstegs erstreckt.
Bevorzugt ist dabei vorgesehen, dass der Spant aus einzelnen Spant-Segmenten zusammengesetzt wird, wobei die Spant-Segmente vor dem Zusammensetzen einzeln in den Innenraum des Rotorblatts verbracht werden und anschließend im Innenraum des Rotorblatts zu dem Spant zusammengesetzt werden.
Vorteilhaft ist außerdem vorgesehen, dass die Verstärkungsstruktur ferner zumindest eine Längsversteifung und mehrere Spanten umfasst, wobei jede Längsversteifung so angeordnet und montiert wird, dass sie an zumindest zwei Spanten unmittelbar angrenzt.
Weitere Merkmale der Erfindung werden aus der Beschreibung erfindungsgemäßer Ausführungsformen zusammen mit den Ansprüchen und den beigefügten Zeichnungen ersichtlich. Erfindungsgemäße Ausführungsformen können einzelne Merkmale oder eine Kombination mehrerer Merkmale erfüllen.
Die Erfindung wird nachstehend ohne Beschränkung des allgemeinen Erfindungsgedankens anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben, wobei bezüglich aller im Text nicht näher erläuterten erfindungsgemäßen Einzelheiten ausdrücklich auf die Zeichnungen verwiesen wird. Es zeigen:

1: eine Windenergieanlage in schematisch vereinfachter Ansicht,
2: eine schematisch vereinfachte Perspektivansicht eines abschnittsweise dargestellten Rotorblatts mit einer Verstärkungsstruktur, wobei ein Teil der Rotorblattschale weggelassen ist, um den Blick auf einen Innenraum des Rotorblatts freizugeben,
3: eine schematisch vereinfachte Draufsicht auf die Druckseitenschale eines abschnittsweise dargestellten Rotorblatts,
4: eine schematisch vereinfachte Ansicht, in welcher das Rotorblatt in einer Blickrichtung von der Rotorblatthinterkante her dargestellt ist,
5: eine schematisch vereinfachte Querschnittsansicht in einer Ebene quer zu einer Längsrichtung des Rotorblatts, wobei der Rotorblatthinterkasten mit einem Spant einer Verstärkungsstruktur verstärkt ist,
6: eine schematisch vereinfachte Querschnittsdarstellung des Spants entlang der Linie A-A in 5,
7: eine schematisch vereinfachte Darstellung eines Spants der Verstärkungsstruktur in einer Ebene quer zu einer Längsrichtung des Rotorblatts im Bereich des Rotorblatthinterkastens, wobei die Verstärkungsstruktur aus einzelnen Spant-Segmenten zusammengesetzt ist,
8 - 10: verschiedene Verbindungen zwischen einzelnen Spant-Segmenten
11 - 14: schematisch vereinfachte Querschnittsansichten in einer Ebene quer zu einer Längsrichtung des Rotorblatts, wobei verschiedene Verstärkungsstrukturen im Bereich des Rotorblatthinterkastens (11 und 14) oder im Holmkasten (12 und 13) gezeigt sind,
15: eine schematisch vereinfachte perspektivische Ansicht eines Rotorblatts im Bereich seines Rotorblatthinterkastens, welcher durch eine Verstärkungsstruktur ausgesteift ist, wobei die Verstärkungsstruktur aus Spanten und Längsversteifungen aufgebaut ist,
16: eine schematisch vereinfachte Querschnittsansicht entlang der in 15 mit A-A angedeuteten Ebene und
17: schematisch vereinfachte Querschnitte durch Längsversteifungen verschiedener Profile.

In den Zeichnungen sind jeweils gleiche oder gleichartige Elemente und/oder Teile mit denselben Bezugsziffern versehen, so dass von einer erneuten Vorstellung jeweils abgesehen wird.
1 zeigt eine Windenergieanlage 2 in einer schematisch vereinfachten Frontalansicht. Sie umfasst einen Rotor 4 mit beispielhaft drei Rotorblättern 6, die sich in einer Längsrichtung L zwischen einer Blattwurzel 8 und einer Blattspitze 10 erstrecken. An der Blattwurzel 8 sind die Rotorblätter 6 mit einer Rotornabe 12 gekoppelt, welche einen Antriebsstrang der Windenergieanlage 2 antreibt. Der Antriebsstrang befindet sich innerhalb einer Gondel, welche auch den Rotor 4 trägt und die in 1 nicht sichtbar ist. Die Gondel der Windenergieanlage 2 ist von einer Tragstruktur 14, beispielsweise einem Turm, getragen. Beispielhaft ist eine Windenergieanlage 2 dargestellt, welche auf Land gegründet ist. Es handelt sich gemäß weiterer Ausführungsbeispiele bei der Windenergieanlage 2 um eine Offshore-Windenergieanlage, welche in der See gegründet ist.
Jedes der Rotorblätter 6 umfasst eine in 1 abgewandte Saugseitenschale 16 und eine sichtbare Druckseitenschale 18, die ausgehend von der Blattwurzel 8 in der Längsrichtung L des Rotorblatts 6 bis zur Blattspitze 10 verlaufen. Die Saugseitenschale 16 und die Druckseitenschale 18 sind an einer Rotorblattvorderkante 20 und an einer Rotorblatthinterkante 22 zusammengefügt, beispielsweise miteinander verklebt.
Die Saugseitenschale 16 und die Druckseitenschale 18 schließen einen Innenraum des Rotorblatts 6 ein. In diesem Innenraum verlaufen in Längsrichtung L in 1 nicht dargestellte Rotorblattstege, welche die Saugseitenschale 16 und die Druckseitenschale 18 auf ihren Innenseiten miteinander verbinden. Ein vorderer Rotorblattsteg liegt näher an der Rotorblattvorderkante 20 als ein hinterer Rotorblattsteg. Umgekehrt liegt der hintere Rotorblattsteg näher an der Rotorblatthinterkante 22 als der vordere Rotorblattsteg. Zwischen den beiden Rotorblattstegen im Innenraum des Rotorblatts befindet sich eine Art Holmkasten. Ausgehend von dem hinteren Rotorblattsteg in Richtung der Rotorblatthinterkante 22 erstreckt sich im Innenraum des Rotorblatts 6 ein Rotorblatthinterkasten. Holmkasten und Rotorblatthinterkasten erstrecken sich jeweils in Längsrichtung L.
Die Rotorblätter 6 der dargestellten Windenergieanlage 2 umfassen in einem Rotorblattwurzelbereich 24 eine Verstärkungsstruktur. Diese Verstärkungsstruktur befindet sich im Holmkasten und/oder im Rotorblatthinterkasten und ist auf Druck belastbar.
Der beispielhaft bei lediglich einem der Rotorblätter 6 dargestellte Rotorblattwurzelbereich 24 erstreckt sich zwischen einer Start-Längsposition 26 und einer End-Längsposition 28. Diese Positionen werden in Prozent der Gesamtlänge des Rotorblatts 6 angegeben, wobei jeweils in Längsrichtung L und ausgehend von der Blattwurzel 8 gemessen wird. Es wird der Quotient aus dem Wert der Start- oder End-Längsposition 26, 28, also des Abstands dieser Positionen von der Blattwurzel 8, ins Verhältnis gesetzt zur Gesamtlänge des Rotorblatts 6 zwischen der Blattwurzel 8 und der Blattspitze 10. Der Rotorblattwurzelbereich 24 erstreckt sich zwischen einer Start-Längsposition 26, die beispielsweise zwischen 2% und 8% liegt, und einer End-Längsposition 28, die beispielsweise zwischen 10% und 20% liegt. Es ist ebenso möglich, dass der Rotorblattwurzelbereich 24 sich bis direkt an den Rotorblattflansch 8 heran erstreckt, also bei 0% beginnt.
2 zeigt eine schematisch vereinfachte Perspektivansicht eines abschnittsweise dargestellten Rotorblatts 6, welches eine Verstärkungsstruktur 30 umfasst, die im Rotorblatthinterkasten 32 angeordnet ist. Ein Teil der Druckseitenschale 18 ist weggelassen, um den Blick auf den Innenraum 34 des Rotorblatts 6 freizugeben. Ebenso ist ein Teil der Saugseitenschale 16 weggelassen. Im Innenraum 34 des Rotorblatts 6 erstrecken sich ein vorderer Rotorblattsteg 36 und ein hinterer Rotorblattsteg 38. Die Rotorblattstege 36, 38 erstrecken sich in Längsrichtung L zwischen einem Rotorblattgurt 42 in der Saugseitenschale 16 und einem nicht sichtbaren Rotorblattgurt in der Druckseitenschale 18. Ausgehend von dem hinteren Rotorblattsteg 38 erstreckt sich in Richtung der Rotorblatthinterkante 22 der Rotorblatthinterkasten 32. Dieser erstreckt sich auch in Längsrichtung L. Zwischen dem vorderen Rotorblattsteg 36 und dem hinteren Rotorblattsteg 38 erstreckt sich der Holmkasten 40, in welchem bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel keine Verstärkungsstruktur 30 vorgesehen ist.
Die Verstärkungsstruktur 30 ist auf Druck belastbar. Sie umfasst im dargestellten Ausführungsbeispiel mehrere Spannten 44a bis 44f, welche allgemein auch mit Bezugszeichen 44 bezeichnet werden. Ferner sind mehrere Längsversteifungen 46a..46c vorgesehen, die allgemein auch mit Bezugszeichen 46 bezeichnet werden. Die Längsversteifungen 46 werden auch als Stringer bezeichnet.
Die Längsversteifungen 46a..46c grenzen jeweils an zumindest zwei Spanten 44 unmittelbar an. Konkret erstreckt sich die erste Längsversteifung 46a von dem Spant 44a über den Spant 44b hinweg bis zum Spant 44c. Die zweite Längsversteifung 46b erstreckt sich vom Spant 44b über den Spant 44c hinweg bis zum Spant 44d. Die dritte Längsversteifung 46c erstreckt sich ausgehend von dem Spant 44d über den Spant 44e bis zum Spant 44f. Die Spanten 44a..44f erstrecken sich im Rotorblatthinterkasten 32 entlang der dem Innenraum des Rotorblatthinterkastens 32 zugewandten Innenseite der Saugseitenschale 16, des hinteren Rotorblattstegs 38 sowie der Druckseitenschale 18.
Somit erstreckt sich die Verstärkungsstruktur 30 entlang zumindest dreier Seitenwände des Rotorblatthinterkastens 32. Die Verstärkungsstruktur, genauer Spanten 44a..44f, erstrecken sich in einer Ebene, welche zumindest näherungsweise senkrecht zur Längsrichtung L des Rotorblatts 6 orientiert ist. Dies trifft für jede einzelne Spante 44a..44f zu. Die Längsversteifungen 46a..46c erstrecken sich im Wesentlichen in Längsrichtung L.
3 zeigt eine schematische Draufsicht auf die Druckseitenschale 18 des Rotorblatts 6, welche, um den Blick in den Innenraum 34 des Rotorblatts 6 freizugeben, weggelassen ist. 4 zeigt das Rotorblatt 6 in einer Blickrichtung von der Rotorblatthinterkante 22 her. Das Rotorblatt 6 ist ebenfalls transparent, um den Blick auf die Verstärkungsstruktur 30 freizugeben.
5 zeigt eine schematisch vereinfachte Querschnittsansicht in einer Ebene quer zur Längsrichtung L des Rotorblatts 6. Die Verstärkungsstruktur 30, genauer ein beispielhaft dargestellter Spant 44, ist im Rotorblatthinterkasten 32 angeordnet. Der Spant 44 ist aus einem Faserverbundwerkstoff aufgebaut. Dies zeigt die schematisch vereinfachte Querschnittsansicht entlang der Ebene A-A in 5. Der Spant 44 weist einen zentralen Durchbruch 48 auf.
Wie 6 zeigt, weist der Spant 44 zentral Kernwerkstoff 50 auf, der beidseitig mit biaxialem Gelege 52 belegt ist. Beispielsweise handelt es sich um +/- 45°-Gelege. Als abschließende Lage kann eine Lage aus unidirektionalem Gelege 54 vorgesehen sein. Das unidirektionale Gelege 54 wird an einer Kante oder Seite des Spants 44 vorgesehen, die dem Durchbruch 48 zugewandt ist. Der Spant 44 wird beispielsweise in einer Form 56 mittels Vakuuminfusion hergestellt.
7 zeigt eine schematisch vereinfachte Darstellung eines Spants 44 der Verstärkungsstruktur 30, wobei der Spant 44 aus einzelnen Spant-Segmenten 58a..58e, die allgemein auch mit Bezugszeichen 58 bezeichnet werden, aufgebaut ist. Die Spant-Segmente 58a..58e sind vorgefertigte Teile, welche ebenfalls aus Faserverbundwerkstoffen hergestellt sind. Die Spant-Segmente 58a..58e haben bevorzugt eine maximale Größe von 1,90 m x 0,55 m, ihr maximales Gewicht beträgt bevorzugt weniger als 15 kg. Der aus den einzelnen Spant-Segmenten 58a..58e zusammengesetzte Spant 44 ist beispielhaft im Rotorblatthinterkasten 32 angeordnet.
Die einzelnen Spant-Segmente 58a..58e werden bei einem Verfahren zum Verstärken eines Rotorblatts 6 einzeln in den Innenraum 34 des Rotorblatts 6 verbracht und dort an Ort und Stelle zusammengesetzt. So kann vorteilhaft vermieden werden, dass die Rotorblätter 6 der Windenergieanlage 2 demontiert werden müssen. Dies ist insbesondere zum Verstärken von Rotorblättern 6 von Offshore-Windenergieanlagen besonders vorteilhaft, da eine Demontage der Rotorblätter 6 bei solchen Windenergieanlagen 2 mit besonders hohen Kosten verbunden ist.
Die Spant-Segmente 58a..58e sind jeweils mit Aufnahmen versehen, so dass sie untereinander verbunden werden können. Dabei wird eine formschlüssige Verbindung der Spant-Segmente 58a..58e untereinander hergestellt.
Die 8, 9 und 10 zeigen jeweils eine Querschnittsansicht entlang der in 7 mit A-A bezeichneten Ebene, wobei verschiedene Verbindungen einzelner Spant-Segmente 58 dargestellt sind. Beispielhaft wird jeweils die Verbindung eines ersten Spant-Segments 58a mit einem zweiten Spant-Segment 58b gezeigt. Die dargestellten Verbindungen werden selbstverständlich auch zur Verbindung der anderen Spant-Segmente 58 untereinander eingesetzt.
In 8 umfasst das erste Spant-Segment 58a eine U-förmige Nut oder Aufnahme, in die das zweite Spant-Segment 58b eingeschoben wird. Dort wird eine Verklebung 60 zwischen den Spant-Segmenten 58a, 58b realisiert. 9 zeigt eine weitere Verbindung zwischen den beiden Spant-Segmenten 58a, 58b. Das erste Spant-Segment 58a weist eine Aussparung auf, in die das zweite Spant-Segment 58b eingelegt wird. Dabei überlappt das biaxiale Gelege 52 des ersten Spant-Segments 58a einseitig diese Aussparung. Auf einer gegenüberliegenden Seite wird ein Verbindungsstück 62 vorgesehen, welches ebenfalls aus biaxialem Gelege hergestellt sein kann. Zur zumindest temporären Fixierung des Verbindungsstücks 62 an dem ersten Spant-Segment 58a sowie zur Fixierung des ersten Spant-Segments 58a an dem zweiten Spant-Segment 58b im Bereich des überlappenden biaxialen Geleges 52 ist jeweils eine Schraube 64 vorgesehen. Die Verbindung der Spant-Segmente 58a, 58b untereinander erfolgt erneut durch eine Verklebung 60. 10 zeigte eine weitere Verbindung zwischen dem ersten Spant-Segment 58a und dem zweiten Spant-Segment 58b. Beide Spant-Segmente 58a, 58b sind so ausgestaltet, dass das biaxiale Gelege 52 einseitig eine Aussparung überlappt, in welche das jeweils andere Spant-Segment 58b, 58a eingelegt wird. Die beiden Spant-Segmente 58a, 58b werden durch Schrauben 64 aneinander zumindest temporär fixiert. Die Verbindung der Spant-Segmente 58a, 58b untereinander erfolgt durch eine Verklebung 60.
11 zeigt eine schematisch vereinfachte Querschnittsansicht in einer Ebene quer zur Längsrichtung L des Rotorblatts 6, wobei eine Verstärkungsstruktur 30 im Rotorblatthinterkasten 32 vorgesehen ist. Die Verstärkungsstruktur 30 umfasst einen Spant 44, der sich entlang dreier Seiten des Rotorblatthinterkastens 32 erstreckt. Beispielhaft erstreckt sich der U-förmige Spant 44 entlang einer dem Rotorblatthinterkasten 32 zugewandten Innenseite der Saugseitenschale 16 der Druckseitenschale 18 sowie einer Rotorblatthinterkante 22. Die Verstärkungsstruktur 30 umfasst ferner Streben 66a..66c. Während es sich bei der Strebe 66a um eine flache Strebe handelt, sind die Streben 66b und 66c stabförmig. Sie verbinden einander gegenüberliegende Punkte des Spants 44.
12 zeigt eine weitere schematisch vereinfachte Querschnittsansicht in einer Ebene quer zur Längsrichtung L des Rotorblatts 6, wobei die Verstärkungsstruktur 30 nun im Holmkasten 40 des Rotorblatts 6 vorgesehen ist. Die Verstärkungsstruktur 30 umfasst zwei Längsstreben 66d und 66e, die über zwei Querstreben 66f und 66g miteinander verbunden sind. Ähnlich wie bei der Verstärkungsstruktur 30, die in 11 gezeigt ist, sind außerdem diagonale stabförmige Verstrebungen 66b und 66c vorgesehen. Die Verstärkungsstruktur 30 erstreckt sich entlang der dem Holmkasten 40 zugewandten Innenseiten des vorderen Rotorblattstegs 36 und des hinteren Rotorblattstegs 38.
13 zeigt eine weitere schematisch vereinfachte Querschnittsansicht in einer Ebene quer zur Längsrichtung L des Rotorblatts 6, wobei die Verstärkungsstruktur 30 erneut im Holmkasten 40 vorgesehen ist. Die Verstärkungsstruktur 30 umfasst zwei Querstreben 66h und 66i, welche einander gegenüberliegende Punkte des Holmkastens 40 miteinander verbinden.
Eine ähnliche Verstärkungsstruktur 30, welche in Rotorblatthinterkasten 32 angeordnet ist, zeigt die schematisch und vereinfachte Querschnittsansicht von 14, welche ebenfalls quer zur Längsrichtung L des Rotorblatts 6 liegt. Die Querstreben 66h und 66i sind an einem zentralen Punkt 68 schwenkbar miteinander verbunden. Außerdem sind endseitig der Streben 66h, 66i Aufnahmen 70 vorgesehen, welche ebenfalls schwenkbar mit den Streben 66h, 66i verbunden sind. So kann die Verstärkungsstruktur 30 flexibel an die Innenkontur des Holmkastens 40 bzw. des Rotorblatthinterkastens 32 angepasst werden. Die Aufnahmen 70 dienen außerdem der Krafteinleitung in die Rotorblattschalen 16, 18.
15 zeigt eine schematisch vereinfachte perspektivische Ansicht eines Rotorblatts 6 im Bereich eines Rotorblatthinterkastens 32, der durch eine Verstärkungsstruktur 30 verstärkt bzw. ausgesteift ist. Die Verstärkungsstruktur 30 umfasst beispielhaft einen ersten Spant 44a und einen zweiten Spant 44b. Diese sind durch Längsversteifungen 46a, 46b und 46c miteinander gekoppelt. Dabei verlaufen die Spanten 44a, 44b zumindest näherungsweise in einer Ebene senkrecht zur Längsrichtung L des Rotorblatts 6, während sich die Längsversteifungen 46a..46c im Wesentlichen in dieser Längsrichtung L erstrecken. Die Spanten 44a, 44b und die Längsversteifungen 46a..46c sind miteinander verbunden, beispielsweise miteinander verklebt.
16 zeigt eine schematisch vereinfachte Querschnittsansicht entlang der in 5 mit A-A angedeuteten Ebene. Die Längsversteifungen oder Stringer 46a..46c sind bevorzugt vorgefertigte Bauteile aus einem Faserverbundwerkstoff. Sie umfassen Kernmaterial 50, welches mit einer ersten Lage 52a aus biaxialem Gelege bedeckt ist. Eine zweite Lage 52b aus biaxialem Gelege schließt die Längsversteifungen 46a..46c gegenüber dem Innenraum des Rotorblatthinterkastens 32 ab. Zwischen den beiden Lagen 52a, 52b aus biaxialem Gelege befindet sich eine Lage 54 aus unidirektionalem Gelege. Es ist dabei, wie an den beiden Längsversteifungen 46a, 46b beispielhaft gezeigt, möglich, dass mehrere Längsversteifungen 46a, 46b funktional zusammengefasst werden. Beispielsweise können diese in einem gemeinsamen Herstellungsprozess vorgefertigt werden.
Abweichend von der in 16 gezeigten Form der Längsversteifungen 46a..46c können diese, wie beispielhaft und schematisch in 17 gezeigt, auch I-förmig, T-förmig oder L-Förmig ausgestaltet sein. Bei der I-förmigen Ausgestaltung, beispielhaft gezeigt für die erste Längsversteifung 46a, werden zwei U-förmige Teile aus biaxialem Gelege 52 zu einer I-Form zusammengefügt, welche an ihrer Ober- und Unterseite mit jeweils einer Lage aus unidirektionalem Gelege 54 belegt wird. Die Verbindung zur Innenseite einer der Rotorblattschalen 16, 18 oder eines Stegs 36, 38 erfolgt über eine Verklebung 60.
Die beispielhaft für eine zweite Längsversteifung 46b gezeigte C-Form ist aus zwei U-förmigen Teilen aus biaxialem Gelege 52 aufgebaut, wobei an zumindest einer schmalen Seite des C-Profils zwischen den biaxialen Gelegen 52 zumindest eine Lage aus unidirektionalem Gelege 54 vorgesehen ist.
Bei der beispielhaft für eine dritte Längsversteifung 46c gezeigten L-Form werden zwei L-Formen aus biaxialem Gelege 52 vorgesehen, wobei am langen Schenkel des L's zwischen diesen beiden Lagen eine Lage aus unidirektionalem Gelege 54 vorgesehen ist.
Die Verstärkungsstruktur 30 verhindert die out-of-plane-Deformation des Rotorblatts 6, insbesondere im Bereich des Rotorblatthinterkastens 32. Die Verstärkungsstruktur 30 ist dazu eingerichtet, lediglich auf Druck belastet zu werden. Sie trägt somit an den Verbindungspunkten keine Schälkräfte in die Rotorblattschalen 16, 18 oder die Rotorblattstege 36, 38 bzw. die Verbindung zwischen diesen Bauteilen ein.
Vorteilhaft wird außerdem ein Reparatursatz zum Verstärken eines bestehenden Rotorblatts 6 bereitgestellt. Ein solcher Reparatursatz umfasst zumindest einen Spant 44, der aus einzelnen Spant-Segmenten 58a..58e aufgebaut ist. Die einzelnen Spant-Segmente 58a..58e ergeben im zusammengesetzten Zustand einen Spant 44, der zumindest ein Teil einer Verstärkungsstruktur 30 ist. Vorteilhaft können die einzelnen Spant-Segmente 58a..58e einzeln in den Innenraum 34 des Rotorblatts 6 verbracht werden. Sie weisen hierzu eine geringe Größe auf, so dass sie durch die vorhandenen Luken bis in das Innere des Rotorblatts 6 verbracht werden können. Ihr Gewicht ist so eingerichtet, dass ein Mann sie noch handhaben kann. Im Inneren des Rotorblatts 6 werden die Spant-Segmente 58a..58e zum Spant 44 zusammengesetzt. Eine Demontage des Rotorblatts 6 ist vorteilhaft nicht erforderlich. Dies ist insbesondere bei Offshore-Windenergieanlagen 2 vorteilhaft.
Insbesondere umfasst ein Reparatursatz mehrere Spanten 44, die jeweils aus einzelnen Spant-Segmenten 58a..58e aufgebaut sind, sowie mehrere Längsversteifungen 46 (Stringer). Die Verstärkungsstruktur 30 wird im Innenraum 34 des Rotorblatts 6 zusammengesetzt, die vorgefertigten Teile werden an Ort und Stelle verklebt. Somit kann der Reparatursatz selbstredend auch einen entsprechend geeigneten Klebstoff umfassen.
Alle genannten Merkmale, auch die den Zeichnungen allein zu entnehmenden sowie auch einzelne Merkmale, die in Kombination mit anderen Merkmalen offenbart sind, werden allein und in Kombination als erfindungswesentlich angesehen. Erfindungsgemäße Ausführungsformen können durch einzelne Merkmale oder eine Kombination mehrerer Merkmale erfüllt sein. Im Rahmen der Erfindung sind Merkmale, die mit „insbesondere“ oder „vorzugsweise“ gekennzeichnet sind, als fakultative Merkmale zu verstehen.
Bezugszeichenliste

2: Windenergieanlage
4: Rotor
6: Rotorblätter
8: Blattwurzel
10: Blattspitze
12: Rotornabe
14: Tragstruktur
16: Saugseitenschale
18: Druckseitenschale
20: Rotorblattvorderkante
22: Rotorblatthinterkante
24: Rotorblattwurzelbereich
26: Start-Längsposition
28: End-Längsposition
30: Verstärkungsstruktur
32: Rotorblatthinterkasten
34: Innenraum
36: vorderer Rotorblattsteg
38: hinterer Rotorblattsteg
40: Holmkasten
42: Rotorblattgurt
44, 44a..44f: Spanten
46, 46a..46c: Längsversteifungen
48: Durchbruch
50: Kernwerkstoff
52, 52a, 52b: biaxiales Gelege
54: unidirektionales Gelege
56: Form
58, 58a..58e: Spant-Segmente
60: Verklebung
62: Verbindungsstück
64: Schraube
66a..66i: Streben
68: zentraler Verbindungspunkt
70: Aufnahmen
L: Längsrichtung

Claims

Rotorblatt (6) für eine Windenergieanlage (2) mit einer Saugseitenschale (16) und einer Druckseitenschale (18), die ausgehend von einer Blattwurzel (8) in einer Längsrichtung (L) des Rotorblatts (6) bis zu einer Blattspitze (10) verlaufen und die an einer Rotorblattvorderkante (20) und einer Rotorblatthinterkante (22) zusammengefügt sind, wobei die Saugseitenschale (16) und die Druckseitenschale (18) durch einen vorderen und einen hinteren im Innenraum (34) des Rotorblatts (6) in Längsrichtung (L) verlaufenden Rotorblattsteg (36, 38) miteinander verbunden sind, und wobei sich zwischen den Rotorblattstegen (36, 38) ein Holmkasten (40) und ausgehend vom hinteren Rotorblattsteg (38) in Richtung der Rotorblatthinterkante (22) ein Rotorblatthinterkasten (32) erstrecken, dadurch gekennzeichnet, dass der Holmkasten (40) und/oder der Rotorblatthinterkasten (32) in einem Rotorblattwurzelbereich (24) mit einer auf Druck belastbaren Verstärkungsstruktur (30) verstärkt sind/ist.
Rotorblatt (6) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Verstärkungsstruktur (30) sich entlang zumindest dreier Seitenwände des Holmkastens (40) und/oder des Rotorblatthinterkastens (32) erstreckt.
Rotorblatt (6) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Verstärkungsstruktur (30) zumindest einen Spant (44) umfasst, der sich zumindest abschnittsweise entlang einer dem Innenraum zugewandten Innenseite der Saugseitenschale (16), der Druckseitenschale (18) und des Rotorblattstegs (38) erstreckt.
Rotorblatt (6) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Spant (44) aus einzelnen Spant-Segmenten (58) zusammengesetzt ist, wobei insbesondere die einzelnen Spant-Segmente (58) jeweils mit Aufnahmen zur stoff- und/oder formschlüssigen Verbindung der Spant-Segmente (58) untereinander versehen sind.
Rotorblatt (6) nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Verstärkungsstruktur ferner zumindest eine Längsversteifung (46) und mehrere Spanten (44) umfasst, wobei die Längsversteifung (46) an zumindest zwei Spanten (44) unmittelbar angrenzt.
Windenergieanlage (2) mit einem Rotorblatt (6) nach einem der Ansprüche 1 bis 5.
Reparatursatz zum Verstärken eines Rotorblatts (6) in einem Rotorblattwurzelbereich (24) des Holmkastens (40) und/oder des Rotorblatthinterkastens (32), wobei das Rotorblatt (6) eine Saugseitenschale (16) und eine Druckseitenschale (18) umfasst, die ausgehend von einer Blattwurzel (8) in einer Längsrichtung (L) des Rotorblatts (6) bis zu einer Blattspitze (10) verlaufen und die an einer Rotorblattvorderkante (20) und einer Rotorblatthinterkante (22) zusammengefügt sind, wobei die Saugseitenschale (16) und die Druckseitenschale (18) durch einen vorderen und einen hinteren im Innenraum (34) des Rotorblatts (6) in Längsrichtung (L) verlaufenden Rotorblattsteg (36, 38) miteinander verbunden sind, und wobei sich zwischen den Rotorblattstegen (36, 38) ein Holmkasten (40) und ausgehend vom hinteren Rotorblattsteg (38) in Richtung der Rotorblatthinterkante (22) ein Rotorblatthinterkasten (32) erstrecken, und wobei der Reparatursatz mehrere zu einem Spant (44) zusammensetzbare Spant-Segmente (58) umfasst, wobei der Spant (44) im zusammengesetzten Zustand derart ausgestaltet ist, dass er sich zumindest abschnittsweise entlang einer dem Innenraum (34) des Rotorblatts (6) zugewandten Innenseite der Saugseitenschale (14), der Druckseitenschale (18) und des Rotorblattstegs (36, 38) erstreckt.
Verfahren zum Verstärken eines Rotorblatts (6) in einem wurzelnahen Bereich des Holmkastens (40) und/oder des Rotorblatthinterkastens (32), wobei das Rotorblatt (6) eine Saugseitenschale (16) und eine Druckseitenschale (18) umfasst, die ausgehend von einer Blattwurzel (8) in einer Längsrichtung (L) des Rotorblatts (6) bis zu einer Blattspitze (10) verlaufen und die an einer Rotorblattvorderkante (20) und einer Rotorblatthinterkante (22) zusammengefügt sind, und wobei die Saugseitenschale (16) und die Druckseitenschale (18) durch einen vorderen und einen hinteren im Innenraum (34) des Rotorblatts (6) in Längsrichtung (L) verlaufenden Rotorblattsteg (36, 38) miteinander verbunden sind, wobei sich zwischen den Rotorblattstegen (36, 38) ein Holmkasten (40) und ausgehend vom hinteren Rotorblattsteg (38) in Richtung der Rotorblatthinterkante (22) ein Rotorblatthinterkasten (32) erstrecken, dadurch gekennzeichnet, dass der Holmkasten (40) und/oder der Rotorblatthinterkasten (32) in einem Rotorblattwurzelbereich (24) mit einer auf Druck belastbaren Verstärkungsstruktur (30) verstärkt werden/wird.
Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Verstärkungsstruktur (30) derart montiert wird, dass sie zumindest abschnittsweise entlang zumindest dreier Seitenwände des Holmkastens (40) und/oder des Rotorblatthinterkastens (32) verläuft.
Verfahren nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass als Verstärkungsstruktur (30) zumindest ein Spant (44) montiert wird, der sich zumindest abschnittsweise entlang zumindest einer dem Innenraum (34) zugewandten Innenseite der Saugseitenschale (16), der Druckseitenschale (18) und des Rotorblattstegs (36, 38) erstreckt.
Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Spant (44) aus einzelnen Spant-Segmenten (58) zusammengesetzt wird, wobei die Spant-Segmente (58) vor dem Zusammensetzen einzeln in den Innenraum (34) des Rotorblatts (6) verbracht werden und anschließend im Innenraum (34) des Rotorblatts (6) zu dem Spant (44) zusammengesetzt werden.
Verfahren nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Verstärkungsstruktur (30) ferner zumindest eine Längsversteifung (46) und mehrere Spanten (44) umfasst, wobei jede Längsversteifung (46) so angeordnet und montiert wird, dass sie an zumindest zwei Spanten (44) unmittelbar angrenzt.