Automatisierte Montage von Rotorblättern

Ausgangssituation und Motivation

Die Montage von Rotorblättern zählt zu den anspruchsvollsten Schritten beim Bau von Windenergieanlagen. Noch immer erfolgt sie meist manuell, was mit erheblichen Nachteilen verbunden ist:

• Pendeln und Taumeln: Windlasten und Gewicht erschweren eine präzise Positionierung.
• Beschädigungsrisiken: Kollisionen zwischen Blattwurzel und Nabe können strukturelle Schäden verursachen.
• Koordinationsprobleme: Kommunikation zwischen Kranführer und Monteuren ist aufwendig und fehleranfällig.
• Hoher Aufwand:  Manuelle Ausrichtung und Verschraubung sind zeitintensiv, wetterabhängig und kostenintensiv.
• Qualitätsrisiken: Ungleichmäßige Vorspannkräfte können die Betriebssicherheit mindern.

Die Innovation

Die patentierte Technologie ersetzt zentrale manuelle Arbeitsschritte durch ein hochpräzises, automatisiertes System und ermöglicht damit eine schnelle, sichere und wetterunabhängige Montage (Abb. 2).
Zentrale Komponenten sind:

• selbstjustierende Führungselemente (kameraüberwacht) für die Grobausrichtung
• kegelförmige Zentrierstifte für die präzise Feinjustierung
• automatisierte Schraubenbefestigung mit Drehmoment-und Vorspannungsüberwachung

Schutzrechte

• Patentanmeldung durch das PATON
• Erfinder: M.Sc. Haoze Wang, Dr.-Ing. Torsten Brix

Technologische Alleinstellungsmerkmale

• Hohe Fehlertoleranz: Mechanische Selbstjustierung gleicht große Abweichungen aus.
• Sensorunabhängigkeit: Funktioniert auch bei Wind, Nebel oder Dunkelheit.
• Kollisionsvermeidung: Sanfte Führung schützt Rotorblatt und Nabe.
• Gleichmäßige Vorspannung: Automatische Verschraubung sichert konstante Verbindungskräfte.
• Modularität: Skalierbar und anpassbar an unterschiedliche Turbinengrößen und –typen.

Wettbewerbsvorteile für Industrie und Betreiber

• Schnellere Montage: Einhoher Automatisierungsgrad verkürzt die Bauzeiten deutlich.
• Mehr Sicherheit: Monteure arbeiten nicht mehr im Gefahrenbereich der Nabe.
• Wetterunabhängigkeit: Zuverlässige Montage auch unter schwierigen Bedingungen.
• Höhere Qualität: Präzise Ausrichtung und gleichmäßige Verschraubung erhöhen die Lebensdauer und die Betriebssicherheit.
• Kosteneffizienz: Reduzierter Personalbedarf, geringere Stillstandszeitenund weniger Reparaturen.

Anwendungsfelder und Potenzial

• Serienmontage von Onshore-und Offshore-Windenergieanlagen
• Automatisierte Montage von Großkomponenten in der Energie-und Anlagentechnik
• Grundlage für zukünftige vollautomatische Bau-und Wartungskonzepte in der Windindustrie