Windenergie

Werkstoffe, Fertigung und Instandhaltung für effiziente Windkraftanlagen

Die Windenergie – onshore und offshore – ist eine tragende Säule einer resilienten europäischen und nationalen Stromversorgung. Damit sie den steigenden Bedarf an kostengünstiger, erneuerbarer Energie zuverlässig decken kann, müssen Windkraftanlagen leistungsfähig, langlebig, wartungsfreundlich und ressourceneffizient sein. Das Fraunhofer IFAM unterstützt Hersteller, Betreiber und Zulieferer entlang der gesamten Wertschöpfungskette mit Expertise in Werkstoffentwicklung, Fertigungstechnologie, Klebtechnik, Qualitätssicherung sowie Inspektions- und Instandhaltungssystemen.

Warum Windenergie auf robuste Technologien angewiesen ist

Windkraftanlagen sind über Jahrzehnte hohen mechanischen, klimatischen und korrosiven Belastungen ausgesetzt – insbesondere im Offshore-Bereich. Gleichzeitig stehen europäische Hersteller und Betreiber im intensiven internationalen Wettbewerb und müssen die Levelized Cost of Energy (LCOE) senken, Verfügbarkeiten erhöhen und Risiken beherrschen. Hochwertige Werkstoffe, optimierte Fertigungsprozesse und intelligente Wartungskonzepte sind daher der Schlüssel zur Wettbewerbsfähigkeit.

Werkstoff- und Fertigungskompetenz für Rotorblätter und Komponenten

  • Faserverbundwerkstoffe: Entwicklung biobasierter und recyclingfähiger Harzsysteme, Schadensanalysen sowie Qualifizierung von Fachkräften im Weiterbildungszentrum für Faserverbundwerkstoffe.
  • Leading Edge Protection: Anti-Erosions-Beschichtungen zum Schutz der Rotorblattvorderkante gegen Regen, Sand und Partikelschlag, zur Verlängerung der Lebensdauer und Minimierung von Ertragsverlusten.
  • Riblet-Beschichtungen: Mikrostrukturierte Lackoberflächen zur Reduktion von Strömungswiderstand und Geräuschemissionen, inspiriert von der Haifischhaut, mit automatisierbaren Applikationsprozessen.
  • Klebtechnik: Hochleistungsfähige Klebverbindungen für Fertigung und Reparatur von Rotorblättern, inklusive optimierter Klebstoffsysteme und automatisierter Applikation für höhere Qualität und Lebensdauer.
  • Rotorblatt-Recycling: Verfahren wie Mikrowellenpyrolyse zur Rückgewinnung von Fasern und Wertstoffen aus GFK- und CFK-Rotorblättern als Beitrag zur Kreislaufwirtschaft.

Fertigung, Installation und Korrosionsschutz

  • Trennmittelfreie Rotorblattfertigung: Mit der PeelPLAS©-Technologie ermöglicht das Fraunhofer IFAM eine trennmittelfreie Produktion, saubere Entformung, geringere Schleifstaubbelastung und bessere Lackierbarkeit – für effiziente, nachhaltige Prozesse.
  • Generatoren: Mathematische Modelle, hochpräzise 360°-Messverfahren im Submillimeterbereich und Hochleistungsbeschichtungen verbessern Wirkungsgrad und Zuverlässigkeit. Digitale Testumgebungen kombinieren elektrische, thermische und mechanische Belastungen für belastbare Lebensdauerprognosen.
  • Korrosionsschutz: Innovative Schutzbeschichtungen und ein nach DIN EN ISO 17025 akkreditiertes Prüflabor sichern die Beständigkeit metallischer Komponenten, insbesondere für Offshore-Anlagen, inklusive Schadensanalysen und Beratung.

Betrieb, Inspektion und Reparatur von Windkraftanlagen

  • Offshore Drone Campus Cuxhaven (ODCC): Infrastruktur für Entwicklung und Erprobung von Drohnensystemen zur Inspektion, Wartung und Materiallogistik unter realen Offshore-Bedingungen, inklusive Brennstoffzellenantrieben, Sensorik und regulatorischer Konzepte.
  • Zustandsbasierte Instandhaltung: Datenbasierte Analysen und automatisierte Inspektionen, etwa mit Drohnen, ermöglichen bedarfsgerechte Wartungsstrategien, reduzieren Stillstandszeiten und senken Betriebskosten (OPEX).
  • Rotorblatt-Reparatur: Klebtechnische Reparaturverfahren und thermisch aktivierbare Polymerpatches für schnelle, sichere und materialschonende Instandsetzung, mit Fokus auf Automatisierbarkeit, Emissionsreduktion und Kosteneffizienz.

Leistungen und Zusammenarbeit mit dem Fraunhofer IFAM

Wir begleiten Unternehmen von der Materialauswahl und Prozessentwicklung über Qualitätssicherung bis hin zur Betriebsoptimierung. Das Leistungsangebot umfasst 

  • Machbarkeitsstudien
  • Entwicklungsprojekte
  • Prüfdienstleistungen
  • Skalierungsunterstützung sowie
  • Schulungen und Trainings

Gemeinsam entwickeln wir Lösungen, die technische Performance, Wirtschaftlichkeit und Nachhaltigkeit von Windenergieanlagen messbar steigern.

Kontaktieren Sie uns gern!

Hier finden Sie eine Auswahl unserer Technologien und Projekte aus dem Bereich Windenergie:

 

Verbundprojekt MARiLEP

Deutliche Verlängerung der Nutzungsdauer im Bereich der Vorderkantenbeschichtungen von Windenergieanlagen.

 

Verbundvorhaben: AIDA

Autonome Inspektion und Wartung von Offshore-WEA durch Entwicklung eines ganzheitlichen UAS-Ansatzes

 

Offshore Drohnen Campus Cuxhaven

Hier entwickelt das Fraunhofer IFAM Komponenten, Systeme und Verfahren für den Einsatz von Drohnen im Offshore-Bereich

 

Innovative Wartung für Windparks

Das Fraunhofer IFAM forscht an innovativen Wartungs- und Instandhaltungskonzepten für den Offshore-Bereich

 

Funktionelle Beschichtungen mit Anti-Eis-Wirkung

Entwicklung und Prüfung anwendungsspezifischer Anti-Eis-Technologien.

 

Korrosionsschutz

Korrosionsschutz – für Sicherheit, Funktionsfähigkeit und Werterhalt von Werkstoffen und Bauteilen

 

Verguss zum Schutz von elektronischen Bauteilen

Durch das Vergießen wird die Funktionstüchtigkeit von Bauteilen in rauen Umgebungen gewährleistet.

 

Drohnenbasierte Blitzschutzprüfung von Windenergieanlagen

Blitzschutzprüfung mittels Drohnen