Im vorhergehenden Artikel wurden glasfaserverstärkte Kunststoffe für Offshore-Windenergierotoren behandelt. Eine weitere Möglichkeit der strukturellen Ausgestaltung von Rotorblättern stellen carbonfaserverstärkte Kunststoffe (CFK) dar, wobei man sich durch den Einsatz von derartigen Kohlefasern in erster Linie weitere Gewichts- und Festigkeitsvorteile verspricht.

Bei kürzeren Rotoren kommen überwiegend die im letzten Beitrag thematisierten Glasstofffasern zum Einsatz, wobei alternativ dazu – besonders bei längeren und vor allem wesentlich leichteren Flügeln – die Blattstruktur teilweise oder auch ganz aus einer im Windkraftbereich eher neuartigen Kohle- bzw. Carbonfaser, auch bekannt als Graphitfaser, gefertigt werden kann, die vornehmlich aus dem Gebiet der Raumfahrt bekannt ist.

Aufgrund ihrer mannigfaltigen Vorteile wie zum Beispiel einer geringen Dichte oder einer gesteigerten Festigkeit wird sie voraussichtlich insbesondere im Offshore-Bereich, aber auch vermehrt bei der zukünftigen Onshore-Anwendung aufgrund der auch dortigen stetigen Leistungs- bzw. Größenzunahme, zum Einsatz kommen. Diese für den Bereich der Windkraft vergleichsweise neu entwickelten bzw. optimierten Bestandteile von Rotoren in Form von Kohlefasern ziehen vor dem Hintergrund einer vor allem im Offshore-Bereich ständig zunehmenden bzw. überdimensional großen Länge der Rotorblätter zwar eine deutliche Verringerung der Gesamtmasse des Blattwerkes und damit der Gesamtanlage sowie eine wesentlich gesteigerte Haltbarkeit nach sich, erweisen sich allerdings auch als relativ kostenaufwendig.

Dennoch sind – als ein weiteres Ziel bei der Entwicklung von Windenergieanlagen – Gewichts- und damit Kosteneinsparungen im Bereich der Rotorblätter unbedingt notwendig, zumal allein das Blattwerk einen Kostenanteil von rund 20% am Gesamtkostenvolumen einer Windkraftanlage ausmacht. Die Stabilität von mit derartigen Kohlefasern versehenen Rotorblättern ist im Übrigen in etwa mit der Stabilität von Stahlkonstruktionen (!) vergleichbar.

Dieses bereits verstärkt eingesetzte Leichtbaumaterial in Form der augenblicklich noch recht kostenintensiven Kohlefaser ist in etwa bis zu zehnmal teurer als standardmäßige, derzeit am Markt erhältliche Glasfasermaterialien, wiegt aber selbst unter der Annahme einer konstanten Festigkeit nur rund ein Drittel der angesprochenen konventionellen Werkstoffe, was bei einem verstärkten Einsatz von carbon- bzw. kohlenstoffverstärktem Kunststoff das Eigengewicht des Rotorblattwerkes und somit der Gesamtanlage zu einem wesentlichen Teil verringert.

Weiterführende Informationen zu diesem Thema finden sich unter anderem auch in den einschlägigen VDMA-Nachrichten unter http://www.vdma.org/vdma-nachrichten/ sowie auf der Internetpräsenz des Verbandes der dänischen Windkraftindustrie (DWIA, Danish Wind Industry Association) unter http://www.windpower.org/.