Unter härtesten Bedingungen: Beschichtungen von Windkraftanlagen

Die Windkraft ist eine unerschöpfliche Energiequelle. Das macht sie auch für die Stromerzeugung so attraktiv. Windenergie ist nicht nur regenerativ, sondern äußerst umweltfreundlich und darüber hinaus relativ einfach zu nutzen – wenn man über die notwendige Technologie verfügt. Das ist hierzulande kein Problem, denn Deutschland ist Weltmarktführer für diese Anlagentechnik. Und mit einem Anteil von rund 28 Prozent ist unser Land auch der international größte Betreiber von Windkraftanlagen.

Regentropfen wie Geschosse

Im Zuge der Weiterentwicklung sorgen immer größere Rotorblätter moderner Anlagen für eine zunehmende Leistung. Die Belastungen, denen ein Rotorblatt in rund 90 Metern Höhe ausgesetzt ist, sind gewaltig. Bei Windgeschwindigkeiten von bis zu 300 Kilometern pro Stunde wirken enorme Kräfte auf die Blattspitzen, die sich dabei um mehr als einen Meter verformen können. Gleichzeitig zehren Witterungseinflüsse wie Schnee, Regen, Hitze und UV-Strahlung an den Flügeln. Mit neuartigen Epoxy-Systemen für hoch belastbare, faserverstärkte Bauteile und innovativen Beschichtungen für die Rotorblätter wird diesen Stressfaktoren Rechnung getragen. Denn die Langlebigkeit der Anlagen erhöht die Wirtschaftlichkeit von Windkraft als klimafreundlicher Energiequelle erheblich. Um Betriebszeiten von etwa 20 Jahren zu gewährleisten und den Wartungsaufwand zu minimieren, müssen die Windflügel äußerst stabil und witterungsbeständig sein.

Durch Flexibilität mehr als 20 Jahre haltbar

Moderne Rotorblätter bestehen aus Glas- oder Kohlefasermatten, die mit Epoxy-Systemen verklebt werden und dadurch ihre Festigkeit erhalten. Neben der technischen Konstruktion der Rotorblätter ist ihre Beschichtung gegen Umwelteinflüsse von größter Bedeutung. Zum Vergleich: Ein Kraftfahrzeug, das ununterbrochen mit 200 Kilometern pro Stunde durch Regen fährt, würde bereits nach wenigen Monaten Oberflächenschäden aufweisen. Rotorblätter müssen unter erheblich härteren Bedingungen bis zu zwanzig Jahre durchhalten, ohne Schaden zu nehmen. Die von der deutschen Industrie hierfür entwickelten Spezialbeschichtungen verhalten sich flexibel, minimieren dadurch die Gefahr von Spannungsrissen und platzen auch bei starkem Verbiegen der Blätter nicht ab.

Matte Lackierung für glänzende Leistung

Bei vielen modernen Anlagen kommen High-Tech-Beschichtungen auf Polyurethan-Basis zum Einsatz, die eine hohe Beständigkeit gegen Abrieb und UV-Strahlung aufweisen und ohne organische Lösemittel aufgetragen werden. Um Reflexionen des Sonnenlichts auf den Flügeln zu verhindern, werden matte Lacke eingesetzt. Dadurch wird der so genannte „Discoeffekt“ vermieden, der den Flugverkehr stören oder Anwohner und Tiere beinträchtigen könnte. Außer dem Einsatz von hoch spezialisierten Beschichtungen für Rotorblätter ist natürlich auch bei ihrer Anwendung größte Sorgfalt geboten, um die gewünschte Beständigkeit zu erzielen. Vor der mehrstufigen Lackierung wird zum Entfernen der Trennmittel aus dem Produktionsprozess zunächst die Blattoberfläche geschliffen. Danach wird ein Gelcoat aufgetragen, der das Blatt vor Umwelteinflüssen wie Feuchtigkeit und Licht schützt. Kleine Unebenheiten auf der Oberfläche gleicht eine Spachtelmasse aus. Ein vor Verschleiß schützender Kantenschutz sowie der Decklack vervollständigen den Lackiervorgang.

Wartung bei Offshore-Anlagen minimieren

Um die Widerstandskraft der Oberflächen bei Windkraftanlagen weiter zu optimieren, wird stetig geforscht und entwickelt. Die deutschen Hersteller sind auf gutem Wege, ihren technologischen Führungsanspruch zu behaupten und auszubauen. Denn derzeit beherrschen zwei Trends die Entwicklung der Windenergiegewinnung: Einerseits werden die Anlagen immer größer, um höhere Leistungen zu erzielen, und andererseits zieht die Windkraft verstärkt aufs Meer. Die Rotorblätter werden immer größer, weil ein doppelt so langes Blatt eine viermal so große Fläche überstreicht und der Windströmung viermal so viel Energie entnehmen kann. Die neuen Riesen sind insbesondere für die Aufstellung in Windparks auf See gedacht, weil hier der Wind stärker und gleichmäßiger weht. Gerade die Offshore-Bedingungen erfordern eine enorme Widerstandskraft gegen die Naturgewalten bei gleichzeitiger Verlängerung der Lebensdauer, um die aufwändige Wartung auf See zu minimieren. So tragen Hochleistungsbeschichtungen nachhaltig dazu bei, die Energieversorgung in Deutschland auf die Erfordernisse der Energiewende umzustellen.