Carbonfaser-Gezeitenrotoren bestehen 20-Jahres-Dauertest bei Sustainable Marine

In Zusammenarbeit mit dem MaREI Centre an der National University of Ireland, Galway (NUI Galway), über den Engineering-Partner Schottel Hydro (Deutschland), berichtet Sustainable Marine (Nova Scotia, Kanada), dass seine neuen Carbonfaser-Gezeitenrotoren bewiesen haben, zwei Jahrzehnte im Feld zu überstehen. Strenge Tests wurden am Ryan Institute und der School of Engineering der National University of Ireland Galway durchgeführt, einem Meeresenergiezentrum, das Berichten zufolge über ein 375 Quadratmeter großes Strukturforschungslabor verfügt. Das Projekt wurde im Rahmen von Marinet2, einem Horizon-2020-Programm zur Unterstützung von Offshore-Erneuerbare-Energien-Tests in der Europäischen Union (EU), durchgeführt.

Passiv-adaptives Rotordesign

Das neuartige schwimmende Gezeitenenergiesystem von Sustainable Marine verwendet Berichten zufolge einen gemeinsamen Antriebsstrang und zwei verschiedene Rotordurchmesser – 6,3 Meter und 4 Meter – um Anforderungen an verschiedenen Standortbedingungen gerecht zu werden. Laut Unternehmen besteht das Turbinendesign aus einem festen Pitch-Rotor, der aus Carbonfaser gefertigt ist, um Flexibilität und Pitch-Änderung bei Überlastbedingungen zu ermöglichen. Diese „passiv-adaptive“ Eigenschaft hilft laut Sustainable Marine, strukturelle Lasten auf die Turbinen zu reduzieren, sodass kleinere, kosteneffizientere Komponenten eingesetzt werden können.

Beschleunigte Lebensdauertests im Labor

Nach umfangreichen Tests an den 6,3-Meter-Rotoren an der NUI Galway kehrte das Unternehmen zur irischen Einrichtung zurück, um die Leistung der kürzeren 4-Meter-Rotoren zu bewerten, die speziell für stärkeren Ressourcenstandorte ausgelegt sind. Wichtig: Das hochmoderne Labor führte „beschleunigte Lebensdauertests“ durch, bei denen die Rotoren Bedingungen ausgesetzt wurden, die 20 Jahren Betrieb im Feld entsprechen – in nur wenigen Wochen. Dabei wurde ein breiter Parameterbereich abgedeckt, einschließlich Spannung, Dehnung und Vibration.

„Wir freuten uns, zur NUI Galway zurückzukehren, um unsere Partnerschaft mit dieser weltklasse Test- und Forschungseinrichtung zu erweitern“, sagt Ralf Starzmann, Vice President Business Development bei Sustainable Marine. „Diese internationale Zusammenarbeit, über unseren deutschen Engineering-Partner Schottel Hydro, gibt einen festen Hinweis auf unsere Ambitionen, die Messlatte weiter höher zu legen und das Feld der Gezeitenturbinentechnologie voranzutreiben. Um Grenzen zu verschieben, ist es essenziell, unsere Lösungen an führenden Einrichtungen zu fordern, die die Grenzen unserer Technologie austesten können.“

Laut Starzmann ist der beschleunigte Lebensdauertest ein essenzieller Prozess, der es Sustainable Marine ermöglicht, normale Bedingungen rasant zu beschleunigen, um besser zu verstehen, wie Strukturen im Laufe der Zeit reagieren. „Unser neuer 4-Meter-Rotorblatt hat sich als ‚ultra-haltbar‘ erwiesen“, sagt er, „und gibt volle Zuversicht in Design und strukturelle Integrität. Zuverlässigkeit ist ein Schlüsselfaktor in der Gezeitenturbinenentwicklung, insbesondere da wir uns nun unseren ersten kommerziellen Projekten nähern.“

Umfassende Analyse und weitere Schritte

Die vollständige Analyse im MaREI Centre an der NUI Galway testete das Rotorverhalten unter Ermüdungslast und untersuchte Aspekte wie Torsionsverformung und gesamtstrukturelle Performance. Weitere interne Tests von Schottel Hydro umfassten Ultimativlasttests und die Prüfung der Blattintegrität bis zum Versagen.

Sustainable Marine bereitet derzeit die Auslieferung des weltweit ersten schwimmenden Gezeitenenergie-Arrays in der Bay of Fundy, Nova Scotia, vor. Anfang dieses Jahres startete das Unternehmen seine neue 420-Kilowatt-PLAT-I-6.40 schwimmende Gezeitenenergieplattform mit den neuen 4-Meter-Composite-Rotoren, die nun in Grand Passage Inbetriebnahme und Tests durchläuft.

Prof. Jamie Goggins, Direktor für Forschung und Innovation an der School of Engineering der NUI Galway, ergänzt: „Aufgrund der Natur kürzerer Blätter mit signifikant höheren Lasten im Vergleich zu Windblättern war eine spezialisierte strukturelle Testeinrichtung für Gezeitenturbinenschaufeln erforderlich, um die Gezeitenenergieindustrie zu unterstützen. Wir sind glücklich, große Investitionen der Europäischen Kommission durch Horizon 2020 und der irischen Regierung durch Science Foundation Ireland [SFI] und Sustainable Energy Authority of Ireland [SEAI] erhalten zu haben, um unsere weltweit führende Gezeitenturbinenschaufel-Testeinrichtung zu entwickeln.“

Zusätzlich zur Risikominimierung der Vollskala-Blätter von Sustainable Marine wird dieses Projekt laut Goggins auch dem Meeressektor helfen, kommerzielle Lebensfähigkeit zu erreichen, und die Ausbildung der nächsten Generation von Energieingenieuren unterstützen. „Bis heute haben über 100 Ingenieure in unserer Gruppe gearbeitet, entweder als Mitarbeiter oder Studenten, und sind anschließend zu einigen der weltweit führenden Unternehmen gegangen“, schließt er.