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300 Meter über dem Boden – Windkraft auf neuem Niveau
In mehreren hundert Metern Höhe wehen die Winde gleichmäßiger und kräftiger als in Bodennähe, da der bremsende Einfluss der Erdschicht abnimmt.
Genau dieses Potenzial soll das Höhenwindrad, das sich gerade im Bau befindet und eine beeindruckende Nabenhöhe von 300 Metern aufweist, ausnutzen. Durch diese Technologie kann nicht nur mehr Energie gewonnen, sondern auch eine effizientere und nachhaltigere Nutzung der Windkraft ermöglicht werden.
Neue Höhen – Neue Anforderungen
Egal ob für moderne Mobilität oder nachhaltige Bauwerke – für die Energiewende ist der Leichtbau unerlässlich. Wenn jedes Kilogramm zählt, sind Materialien gefragt, die bei minimalem Gewicht maximale Stabilität bieten. Besonders Sandwichmaterialien mit leichten Kernen und stabilen Außenschichten bieten hierbei eine erprobte Alternative zu Vollmaterialien. Sie sind heute aus Flugzeugbau, Automobilindustrie oder Windkraftanlagen kaum mehr wegzudenken.
Eine Sandwich-struktur mit Potential
Ein innovatives Konstruktionsprinzip von Sandwichmaterialien sind sogenannte lokal gestützte Sandwichstrukturen. Im Unterschied zu herkömmlichen Materialien wie geschäumte Sandwichstrukturen wird hier die Verbindung zwischen den Deckschichten gezielt durch regelmäßige, punktuelle Stützstrukturen realisiert. Diese Bauweise eröffnet neue Möglichkeiten, das Materialverhalten individuell an die Belastung anzupassen – etwa bei komplexen Bauteilgeometrien oder in Bereichen mit hohen lokalen Kräften. Trotz ihres Potenzials werden lokal gestützte Sandwichmaterialien erst seit wenigen Jahren intensiv erforscht.
Das patentierte NECTO-Material ist durch ein skalierbares Fertigungsverfahren und seine Sortenreinheit eine vielver-sprechende Lösung für viele Anwendungsfälle und lässt sich reibungslos recyclen. Zwei Deckschichten werden durch präzise ausgeformte Kernelemente auf Abstand gehalten, wodurch eine leichte, hochstabile Sandwichstruktur entsteht. Die Struktur erlaubt dabei vielfältige Gestaltungsfreiheiten und kann anwendungsspezifisch angepasst werden – sogar funktionale Eigenschaften wie Wärmeableitung oder elektrische Leitfähigkeit lassen sich integrieren.
In einem umfassenden Forschungsprojekt wird das Material auf sein strukturelles Potenzial geprüft – nicht nur durch computergestützte Simulationen, sondern auch durch experimentelle Tests, die die numerischen Modelle validieren. Mithilfe modernster Optimierungsmethoden konnte das Traglastverhalten der Struktur bereits signifikant verbessert werden – bei gleichbleibend geringem Gewicht. Die Ergebnisse zeigen: NECTO hat das Potenzial, bestehende Leichtbaulösungen in vielen Bereichen zu revolutionieren.
Die gewonnenen Erkenntnisse fließen nun in Leichtbauanwendungen für Windkraftanlagen ein. Gemeinsam mit unseren Projektpartnern von CAIQ und Matrix-Module gestalten wir strukturelle Komponenten von Windkraftanlagen mit optimal angepassten Sandwichstrukturen und zeigen so Alternativen zu schwer recyclebaren Materialien auf. Auch die Anwendung im Rotorblattbau ist denkbar und soll im weiteren Verlauf näher betrachtet werden.