Siemens nimmt Eule als Vorbild für besonders leise Windturbinenflügel

Ein leiser Betrieb von Windenergieanlagen ist an vielen Binnenstandorten wichtiges Kriterium für den Erfolg eines Windpark-Projekts. Siemens forscht daher seit Jahren an Möglichkeiten, die Anlagen noch leiser zu machen. Ein wichtiger Durchbruch gelang dabei jetzt mit der Einführung einer neuen Produktgeneration des so genannten „DinoTail“. Doch nicht der namensgebende Drachenschweif war Vorbild für den neuen, kammartigen Aerodynamik-Optimierer, sondern die Außenfahne an den Schwingen vieler Eulenarten.

Eulen sind leise Jäger. Auf Beutezug nähern sie sich in geräuschlosem Flug der Beute, zumeist Nagetiere. Dazu besitzen Eulen eine besondere Struktur an ihren Schwingen: Vor allem die kammartig gezackte Hinterkante sowie eine weiche Struktur der Flügeloberfläche nehmen der Luftströmung durch gezielte Verwirbelungen das Rauschen. Diesen Effekt machten sich jetzt Siemens-Entwickler zu eigen und optimierten so die Aerodynamik der Rotorblätter.

Zusätzlich zu Verwirbelungsgeneratoren auf den Blattrücken kommen an den Hinterkanten der Blattenden jetzt kammartige Elemente zum Einsatz. Ihre Struktur ist halb Kamm, halb gezackt. Sie erzeugt feine Luftwirbel an genau der Stelle, an der die schnellere Oberströmung des Rotorblatts auf die langsamere Unterströmung trifft. Das sonst übliche Rauschen wird damit erheblich gedämmt.

„Kammartige Verzahnungen an den Blatthinterkanten lieferten bei unseren Windkanal- und Feldversuchen eine optimale Schallreduzierung bei unterschiedlichsten Windgeschwindigkeiten“, berichtet Stefan Oerlemans, Aeroakustik-Experte im Low Noise Team der Technologieentwicklung bei der Siemens Wind Power and Renewables Division. „Bei dieser Struktur, die auch bei Eulen wirkt, verlieren die Flügel keinen Auftrieb.“

Entsprechend arbeitet die Schallreduktion an den Rotorblättern ohne Verluste beim Energieertrag der Windturbine, wie Oerlemans bei der Vorstellung des Konzepts am Siemens Messestand auf der WindEnergy Hamburg erläuterte. Dadurch kann mit der neuen Technologie an Wind-Standorten mit Begrenzungen bei der Schallemission der Energieertrag gesteigert werden, ohne dass der Geräuschpegel steigt.

Die neuen Aerodynamik-Kämme lösen bei Siemens den „DinoTail“ der ersten Generation weitgehend ab. Demnächst wird die Serienfertigung starten, denn das „DinoTail Next Generation“ soll an der neuen Schallschutz-Windturbine SWT-3.3-130LN zur Grundausstattung gehören. Auch andere neue Turbinentypen sollen serienmäßig mit den Zusatzteilen ausgestattet werden.