Uni­ver­si­tät Bay­reuth: Preis­ge­krön­ter Werk­stoff opti­miert Wind­kraft-Anla­gen

Ein neu­ar­ti­ger Werk­stoff aus Bay­reuth macht Wind­rä­der sta­bi­ler, belast­ba­rer und effi­zi­en­ter. Dr.-Ing. Manu­el Kempf, der das Mate­ri­al im Rah­men sei­ner inge­nieur­wis­sen­schaft­li­chen Dok­tor­ar­beit an der Uni­ver­si­tät Bay­reuth gemein­sam mit Part­nern aus der Indu­strie ent­wickelt hat, ist dafür mit einem REHAU Preis Tech­nik aus­ge­zeich­net wor­den. Am 12. Mai 2017 fand am Fir­men­sitz der REHAU Grup­pe im ober­frän­ki­schen Rehau die fei­er­li­che Preis­ver­lei­hung statt. Der Bay­reu­ther Absol­vent arbei­tet heu­te für die Air­bus Heli­co­p­ters Deutsch­land GmbH am Stand­ort Donau­wörth, sei­ne For­schungs­er­geb­nis­se haben mitt­ler­wei­le auch Inno­va­tio­nen in der Auto­mo­bil­in­du­strie beschleu­nigt.

Das preis­ge­krön­te Mate­ri­al ist ein Hoch­lei­stungs-Faser­ver­bund­werk­stoff, der auf dem Kunst­harz Poly­ure­than beruht. Im Ver­gleich mit ande­ren Ver­bund­werk­stof­fen auf der Basis von Har­zen hält er hohen Bela­stun­gen viel bes­ser stand. „Ins­be­son­de­re Wind­ener­gie-Anla­gen kön­nen von den Eigen­schaf­ten des Mate­ri­als erheb­lich pro­fi­tie­ren“, erklärt Kempf. „Weil man im Zuge der Ener­gie­wen­de einen mög­lichst hohen Anteil der Wind­ener­gie in elek­tri­schen Strom umwan­deln möch­te, wer­den die Blät­ter von Wind­rä­dern heu­te stän­dig ver­län­gert und ihre Flä­chen dadurch ver­grö­ßert. So aber steigt die Mate­ri­al­be­la­stung, und die Anla­gen wer­den scha­dens­an­fäl­li­ger. Mit dem neu­en, sehr leich­ten Faser­ver­bund­werk­stoff auf der Basis von Poly­ure­than lässt sich die­ses Risi­ko erheb­lich sen­ken und die Effi­zi­enz der Strom­ge­win­nung stei­gern.“

In sei­ner Dis­ser­ta­ti­on mit dem The­ma „Hoch­lei­stungs-Faser­ver­bund­werk­stof­fe in Rotor­blät­tern von Wind­ener­gie­an­la­gen“ schlägt der Bay­reu­ther Inge­nieur­wis­sen­schaft­ler eine Brücke von der Grund­la­gen­for­schung zu maß­ge­schnei­der­ten Mate­ria­li­en für den Leicht­bau. Die von ihm unter­such­ten Anwen­dun­gen von Poly­ure­than rei­chen dabei über Wind­kraft-Anla­gen weit hin­aus. „Die Che­mie der Poly­ure­tha­ne ist wie ein Bau­ka­sten­sy­stem, mit dem man gezielt eine Viel­zahl sehr lei­stungs­star­ker Ver­bund­werk­stof­fe her­stel­len kann“, erklärt Prof. Dr.-Ing. Vol­ker Alt­städt, der an der Uni­ver­si­tät Bay­reuth den Lehr­stuhl für Poly­me­re Werk­stof­fe inne­hat. „Die Dis­ser­ta­ti­on von Manu­el Kempf hat den Vor­zug, dass sie die­se Ent­wick­lungs­po­ten­zia­le syste­ma­tisch unter­sucht und am Ende einen neu­en Werk­stoff prä­sen­tiert, der für eine Opti­mie­rung von Wind­ener­gie-Anla­gen exzel­lent geeig­net ist“, meint Prof. Alt­städt, der die Arbeit wis­sen­schaft­lich betreut hat.

Die neu­en Erkennt­nis­se sind bereits auch von der Auto­mo­bil- und Nutz­fahr­zeug­indu­strie auf­ge­grif­fen und für Leicht­bau-Anwen­dun­gen genutzt wor­den. Sie machen es mög­lich, dass das Gewicht von Bau­tei­len, die in Groß­se­rie gefer­tigt wer­den, um bis zu 65 Pro­zent ver­rin­gert wer­den kann.

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