Abhängigkeit der Fertigungskosten von Designparametern am Beispiel von Rotorblättern für Windenergieanlagen

Abstract

Zuverlässige Modelle, die die Abhängigkeiten von Design- und Fertigungsparametern abbilden sind notwendig, um in Zukunft kosten- und fertigungsgerechte Produkte aus Faserverbundwerkstoffen zu konzipieren. Diese Werkzeuge ermöglichen es Optimierungspotentiale aufzuzeigen und Fertigungsprozesse hinsichtlich ihrer Wirtschaftlichkeit und allgemeinen Ressourceneffizienz weiterzuentwickeln. In der vorliegenden Arbeit ist ein generischer Design- und Fertigungsprozess visualisiert. Angefangen mit der Planung der Designphase bis zum Lackieren des Rohlings wird der komplette Prozess betrachtet. Als Designparameter werden die Rotorblattlänge und Rotorblattkomplexität gewählt. Die Abhängigkeiten werden mittels eines Up-Scalings Versuch von 50m über 60m und 80m auf 100m sowie über eine Materialsubstitution der UD-Gurtkomponenten von Glasfaser auf Kohlefaser untersucht. In einer Bewertungsmatrix können einzelne Rotorblattkonzepte mit unterschiedlicher Länge und unterschiedlichen Komplexitäten aus Kostensicht miteinander verglichen werden. In einem Parametermodell sind eindeutige Wirkungsketten ausgehend von den Designparametern Rotorblattlänge und Rotorblattkomplexität dargestellt, sowie Zeitfaktoren und Kostentreiber gekennzeichnet.