Kostengünstigere Windanlagen-Produktion durch neues Fertigungszentrum in Bremerhaven Bau von Rotorblättern wird automatisiert

Bremerhaven. Eigentlich ist das riesige Gerät, das in Bremerhaven eine ganze Halle einnimmt, auf den ersten Blick nichts anderes als eine große Baumaschine. Über zwei Schienen bewegen sich die beiden Portale, die aussehen wie überdimensionierte Fußballtore, durch den Raum.
26.04.2016, 00:00
Lesedauer: 4 Min
Zur Merkliste

Bremerhaven. Eigentlich ist das riesige Gerät, das in Bremerhaven eine ganze Halle einnimmt, auf den ersten Blick nichts anderes als eine große Baumaschine. Über zwei Schienen bewegen sich die beiden Portale, die aussehen wie überdimensionierte Fußballtore, durch den Raum. Jeweils daran befestigt: ein austauschbarer Kopf. Es ist genau dieser Aufbau aus Gitterrohr und Kopfführung, der die Maschine weltweit einzigartig macht. Mit seiner Hilfe soll der Automatisierungsgrad beim Bau von Rotorblättern für Windenergieanlagen auf bis zu 50 Prozent ansteigen.

Vier Jahre lang haben die Wissenschaftler von Fraunhofer Institut für Windenergie und Energiesystemtechnik (Iwes) an der Maschine getüftelt. Ihr Ziel: Rotorblätter sollen in Zukunft qualitativ besser, in kürzerer Zeit und für weniger Geld gebaut werden können. Denn bislang entstehen die Blätter vor allem in Handarbeit. Christian Dörsch, der als Gruppenleiter Fertigung am Iwes für das Fertigungszentrum verantwortlich ist, schätzt den Automatisierungsgrad der Hersteller auf maximal 20 Prozent. „Es gibt aber auch Produzenten, bei denen wird noch alles per Hand gefertigt.“

Bisher war das noch kein Problem. Denn die Stückzahlen der gebauten Anlagen hielten sich lange Zeit in Grenzen. Weil die On- und Offshore-Parks und auch die Anlagen darin immer größer werden – Rotorblätter können nun bis zu 90 Meter lang sein – sind nach Angaben von Dörsch viele Hersteller daran interessiert, kostengünstiger und straffer zu produzieren. Daher wird das Bremerhavener Fertigungszentrum nicht nur mit acht Millionen Euro aus dem Topf vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie gefördert, sondern auch mit gut sechs Millionen Euro durch ein privatwirtschaftliches Konsortium, dem sich Unternehmen wie Siemens, Henkel und BASF angeschlossen haben. Wie groß die Nachfrage ist, zeigen auch die vielen Gespräche, die Dörsch in den vergangenen Monaten geführt hat. Mit nahezu allen großen Herstellern sei er in Kontakt gewesen, sagt er. Sogar Firmen aus China seien schon nach Bremerhaven gekommen, um sich die Maschine anzuschauen – und das, obwohl das Blade-Maker-Demonstrationszentrum, wie die Produktion offiziell heißt, noch gar nicht in Betrieb ist.

Offizielle Einweihung am Mittwoch

Am Mittwoch werden gut 150 Industrievertreter in die ehemalige Werft kommen, um die Eröffnung des Fertigungszentrums zu feiern und vor allem, um die Maschine in Aktion zu sehen. Schon jetzt sind zwischen den Schienen und den beiden Portalen Blöcke aus Polyurethan-Schaum gestapelt. Aus diesen Blöcken wird zunächst eine Rotorblatt-Form gefräst, die am Ende mit einer präzise arbeitenden, elektrischen Heizung ausgestattet sein wird. Laut Dörsch kann allein dieser Schritt einen entscheidenden Vorteil beim Aushärten des Rotorblattes bringen.

Vergleicht man die Produktionsprozesse des Fertigungszentrums mit denen einer herkömmlichen Produktion, sind sich diese sehr ähnlich: Zunächst entwickeln die Hersteller eine Form für ihre Rotorblätter. Je nach Anlagenbauer unterscheiden sich diese nach Angaben von Projektleiter Dörsch teils drastisch. Jede Krümmung, jede Ecke ist genau durchdacht. Letztendlich besteht die Form aus zwei Hälften, die dann per Hand mit Glas- oder Kohlenstofffaserbahnen belegt werden. Im Anschluss wird ein Vakuum aufgebaut, in das ein Harz gepumpt wird. Dieses Harz verklebt die Bahnen miteinander. Nachdem beide Seiten des Blattes ausgehärtet sind, werden die Hälften zusammengeführt und lackiert.

Diese Prozesse haben sich die Fraunhofer-Wissenschaftler ab 2012 genau angeschaut: Zunächst ging es ihnen darum, die Arbeitsabläufe zu erfassen und im Anschluss ein eigenes Rotorblatt-Design zu entwerfen. Denn die Windanlagen-Hersteller sind verschwiegen: Keiner von ihnen wollte die Daten für sein optimiertes Blatt herausgeben, zu groß ist die Angst, dass sich die Konkurrenz etwas abschauen könnte. Nachdem die Fraunhofer-Entwickler mit ihrem Entwurf zufrieden waren, haben sie diesen mit Industrievertretern abgestimmt. Schließlich soll ihre Arbeit nicht an der Wirtschaft vorbeilaufen.

Vor zwei Jahren sind schließlich die Planungen für das Fertigungszentrum und die Maschine gestartet. Die großen Herausforderungen dabei waren, so erzählt Dörsch, die Fräs- und Fertigungsprozesse in einem Gerät unterzubringen sowie die Gestaltung der Maschine – schließlich sollte ein Baugerät entstehen, das sich auch wirtschaftlich lohnt. Die Umsetzung übernahm EEW Protec.

Die Idee der Wissenschaftler ist denkbar einfach. Unterschiedliche austauschbare Prozessköpfe übernehmen die verschiedenen Aufgaben. Gleich mehrere Arbeitsschritte sollen von der Maschine umgesetzt werden können: das Fräsen der Form, das Auslegen der Glasfaserzuschnitte, das Auftragen von Schaumstoffen und Klebstoffen, die Entfernung der Klebstoffreste, das Schleifen der Oberfläche und das Bohren für die Bolzen, an denen das Blatt am Ende an der Windenergieanlage befestigt wird. Aber ganz ohne Handarbeit geht es am Ende dann auch nicht. Wird das Harz in die Form gespritzt, muss das nach wie vor per Menschenhand passieren.

Zehn statt 50 Menschen

Gut zehn Menschen sollen die 25 Meter lange und 4,30 Meter breite Maschine bedienen. Zum Vergleich: Mehr als 50 Menschen sind bei den Herstellern mit dem Bau von Rotorblättern befasst. Werbung für einen Abbau von Arbeitsplätzen bei den Windanlagen-Produzenten wollen die Wissenschaftler aber nicht machen. „Uns geht es allein um die Effizienz und die Qualität“, sagt Dörsch, der zuvor unter anderem bei BMW für die Fertigungsanlagen zur Herstellung der kohlefaserverstärkten Karosserieteile zuständig gewesen ist.

Die beiden Portale können sich mit maximal zweieinhalb Metern pro Sekunde entlang der Schienen bewegen. Bei einem 24-Stunden-Betrieb soll in naher Zukunft bereits innerhalb von ein bis zwei Tagen ein Rotorblatt entstehen. Ziel ist laut Dörsch, dass pro Tag bis zu drei Blätter gebaut werden können. Die Zeitersparnis beziffert er auf zehn bis 20 Prozent. „Die Maschine ist vielleicht nicht viel schneller, arbeitet dafür aber gleichmäßiger und günstiger“, sagt er.

Die Testphase des Fertigungszentrums dauert noch bis 2017. In dieser Zeit wollen die Wissenschaftler mit Werkstoffen experimentieren und die Funktionen der Maschine optimieren. Erste Anfragen aus der Industrie, einzelne Produktionsschritte des Geräts in den Herstellungsprozessen der Unternehmen einzusetzen, gibt es laut Dörsch bereits. Auch die Maschine als Ganzes ist schon nachgefragt worden. „Uns geht es darum, unser Know-how in die Industrie zu übertragen“, sagt der Gruppenleiter. Umsonst geschieht das natürlich nicht. Unterdessen entsteht in den USA ein ähnliches Fertigungszentrum – im Vergleich mit den Bremerhavenern allerdings mit Zeitverzug. „Bis dahin bleiben wir hier weltweit einzigartig.“

Jetzt sichern: Wir schenken Ihnen 1 Monat WK+!
Mehr zum Thema
Lesermeinungen

Das könnte Sie auch interessieren

Das Beste mit WK+