NREL: Roboter für die Produktion von Windturbinenblättern

Forscher des National Renewable Energy Laboratory (NREL) des US-Energieministeriums haben bei der Herstellung von Windturbinenblättern erfolgreich Roboter eingesetzt. Das erklärte das NREL per Pressemitteilung. Auch wenn Roboter in der Windenergiebranche bereits zum Lackieren und Polieren von Rotorblättern zum Einsatz kommen. Die Automatisierung habe sich bisher nicht durchgesetzt. Die Forschung im Labor zeigt aber, dass ein Roboter in der Lage ist, Rotorblätter zu trimmen, zu schleifen und zu polieren.

„Ich würde es als Erfolg betrachten“, sagte Hunter Huth, Robotik-Ingenieur beim NREL und Hauptautor eines kürzlich veröffentlichten Papiers, das die Arbeit beschreibt. „Nicht alles hat so gut funktioniert, wie wir es uns gewünscht haben, aber wir haben alle notwendigen Lektionen gelernt.“

Bei der Herstellung von Windturbinenblättern operieren die Arbeiter normalerweise auf Gerüsten und tragen Schutzanzüge einschließlich Atemschutz. Die Automatisierung, so die Forscher, könnte zum einen Sicherheit und Gesundheit der Mitarbeiter erhöhen.

Automatisierung könnte neue Jobs schaffen

„Diese Arbeit ist von entscheidender Bedeutung, um die Herstellung von Rotorblättern für den heimischen Windturbinenmarkt in den USA zu ermöglichen“, sagte Daniel Laird, Direktor des National Wind Technology Center am NREL. „Auch wenn es nicht offensichtlich ist, kann die Automatisierung eines Teils der Arbeit in der Blattfertigung zu mehr Arbeitsplätzen in den USA führen, weil sie die Wirtschaftlichkeit heimischer Blätter gegenüber importierten Blättern verbessert.“

Derzeit würden Offshore-Blätter in den USA aufgrund der hohen Lohnkosten nicht hergestellt. Der Endbearbeitungsprozess sei sehr arbeitsintensiv und sorge für eine hohe Fluktuationsrate, da die Arbeit hart ist. Durch die Automatisierung des Endbearbeitungsprozesses könne die Herstellung von Offshore-Blättern in den USA aber wirtschaftlich rentabler werden, so Huth.

Die Forschungsarbeiten wurden in der Composites Manufacturing Education and Technology (CoMET)-Einrichtung auf dem Flatirons Campus des NREL durchgeführt. Der Roboter bearbeitete dabei ein 5 Meter langes Flügelsegment. Windturbinenblätter sind aber wesentlich länger, und biegen sich unter ihrem eigenen Gewicht. Ein Roboter muss so programmiert werden, dass er die größeren Blätter Abschnitt für Abschnitt bearbeitet.

Die Forscher verwendeten eine Reihe von Scans, um eine 3D-Darstellung der Position des Flügels zu erstellen und die vorderen und hinteren Abschnitte des Flügelprofils zu identifizieren. Anschließend programmierte das Team den Roboter so, dass er eine Reihe von Aufgaben erfüllte, und bewertete ihn anschließend nach Genauigkeit und Geschwindigkeit. Die Forscher fanden Bereiche, in denen Verbesserungen möglich waren, insbesondere beim Schleifen. Der Roboter schleifte an einigen Stellen der Klinge zu viel und an anderen nicht genug. „Im Laufe der Forschung haben wir die Zielpfosten dafür verschoben, was dieses System tun muss, um effektiv zu sein“, so Huth.

Grundsätzlich hält Huth die Automatisierung der menschlichen Arbeit bei der Blätterherstellung überlegen. Das betrifft zum einen die Gleichmäßigkeit der Blätter. Zum anderen wäre ein Roboter auch in der Lage, „härtere, aggressivere Schleifmittel“ zu verwenden, als ein Mensch vertragen könnte.

Quelle: NREL | www.solarserver.de © Solarthemen Media GmbH