Zwei Personen unterschiedlichen Alters blicken entspannt in die Ferne vor einer Landschaft im Sonnenuntergang

Eine frische Brise fegt übers Land. Am Horizont drehen sich die Rotorblätter der Windräder und erzeugen nachhaltig Strom. Richtig nachhaltig? Fast. Die Rotorblätter bestehen aus glasfaserverstärktem Kunststoff. In einem energieintensiven Prozess werden viele Lagen aus Glasfasergewebe und Carbon wie ein Sandwich geschichtet und mit Harz verklebt. Das hält lange – aber nicht ewig. Dann folgt die „Entsorgung“ der Flügel und das heißt: schreddern und verbrennen, weil recyceln zu aufwendig und zu teuer ist. So begleitet die umweltfreundliche Stromproduktion mit Wind ein echtes Müllproblem. Das muss doch anders gehen. Dieser Gedanke begleitet Tom Siekmann seit Langem, denn seine Familie ist in der Windkraft tätig. „Schon mein Vater dachte darüber nach, ob man Rotorblätter nicht aus Holz fertigen könnte“, sagt er. Lange war das nicht machbar, doch inzwischen haben sich Holz- und Fertigungstechnik weiterentwickelt: der Werkstoff, der Maschinenbau, die Software für die Planung – alles ist bereit, jetzt kann es gelingen. Davon ist Tom Siekmann überzeugt, und diese Überzeugung teilen Joachim Knapp und ein ihnen bekannter Rotorblatt-Designer. Gemeinsam starten sie 2021 mit Voodin Blade Technology ihren Weg aus Holz.

Bild: Tom Siekmann, Co-Gründer Voodin Blade (links) und Joachim Knapp, Co-Gründer Voodin Blade und Geschäftsführer von Anker-Tec.

Das Wichtigste in Kürze.

  • Thema: Nachhaltigere Windkraft durch Rotorblätter aus Holz als Alternative zu glasfaserverstärkten Verbundwerkstoffen.

  • Herausforderung: Konventionelle Rotorblätter von Windkraftanlagen sind nur schwer zu recyceln.

  • Lösung: Voodin Blade Technology entwickelt Rotorblätter aus Holz, um die Kreislauffähigkeit von Windenergieanlagen zu verbessern.

  • Rolle von Bechtle PLM: Bereitstellung und Integration der cloudbasierten Plattform 3D Experience sowie Solidworks Design für Entwicklung, Zusammenarbeit und Produktdatenmanagement.

  • Ergebnis: Ein erstes Holzrotorblatt ist seit 2024 im Einsatz; als nächster Schritt entwickelt das Unternehmen Lösungen für große Multimegawatt-Windkraftanlagen.

Zwei Personen in Werkhalle prüfen und bearbeiten ein großes, gebogenes Bauteil aus Holz für industrielle Anwendung

Von der Idee zum Prototyp.

Joachim Knapp macht das neben seiner Tätigkeit als Geschäftsführer von Anker-Tec, einem Unternehmen, das sehr große CNC-Fräsmaschinen baut und sich mit dieser Fertigungstechnologie bestens auskennt. Was Tom Siekmann in Nordhessen, Joachim Knapp in Kiel und die Engineering-Spezialisten in ganz Europa zusammenhält, ist eine Software. Genauer, die 3D Experience-Plattform für Datenmanagement, Prozesse und Zusammenarbeit kombiniert mit Solidworks Design für das Engineering. Erster Proof of Concept der Partner: an einer Windkraftanlage der Siekmanns die bestehenden Rotorblätter durch solche aus Holz ersetzen. Das Design der bisherigen Rotorflügel wird eins zu eins übernommen, nun aber mit dem neuen Werkstoff.

Bild: Die ersten 20-Meter-Rotorblätter entstehen im Vorführzentrum des Fräsmaschinenbauers Anker-Tec. 40 Meter und eine eigene Fertigung sind in Planung.

Techniker montiert Rotorblatt an Windkraftanlage mit Kran in ländlicher Umgebung

Joachim Knapp und die Designer gehen dabei so vor: „Wir haben das Blatt in der Software in 50 Millimeter dünne Scheiben zerlegt und diese aus Holzplatten ausgefräst. Ähnlich wie beim 3D-Druck nähern wir uns der fertigen Form Schicht für Schicht.“ Solidworks Design liefert die Datensätzefür die große Portalfräse. Aus den einzelnen Schichten entsteht in Handarbeit der erste, noch kantige Rohling. Nach dem Aushärten darf die Fräsmaschine erneut ran und bringt die Oberfläche in die endgültige Form, letzte Schliffe sind Blitzschutz und Lackierung. Joachim Knapp hat viel Erfahrung mit der Fertigung solcher riesigen, komplex geformten Bauteile. „Die Arbeit beginnt am PC, lange bevor auch nur ein Stück Holz bearbeitet wird,“ erzählt er. Denn die beste aerodynamische Geometrie bringt am Ende nichts, wenn keine Maschine sie herstellen kann. Die Herausforderung ist, Konstruktion und Fertigung von Beginn an zusammenzudenken.

Bild: Der Proof of Concept 2024: Eine alte Windkraftanlage bekommt als erste die neuartigen Rotorblätter.

Cloudbasierte Zusammenarbeit.

Hier kommt die Software ins Spiel: das Product-Lifecycle-Managementsystem 3D Experience mit dem 3D-CAD Solidworks Design. Bechtle PLM hat es schon vor vielen Jahren bei Anker-Tec integriert und ist das beratende PLM-Systemhaus. „Wir nutzen das Programm im Unternehmen erfolgreich. Deshalb war klar, wir möchten Solidworks auch bei Voodin Blade nutzen“, so Joachim Knapp. Das Team entschied sich für die Variante 3D Experience mit Solidworks Design. „Da wir nicht alle an einem Ort sitzen, erleichtert uns das die Zusammenarbeit ungemein. Deshalb haben wir uns über Bechtle PLM für das Förderprogramm „Solidworks for Start-ups“ vom Hersteller Dassault Systèmes beworben. Wir haben sofort Unterstützung bekommen und konnten die Software direkt nutzen.“

Der Rotorblattdesigner konstruiert in Solidworks Design nicht nur ein 3D-CAD-Modell des Flügels, sondern die Software validiert auch mithilfe einer integrierten FEM (Finite-Elemente-Methode) die optimale Form des Bauteils in Hinblick auf Aerodynamik, Belastung, Steifigkeit und Verformung. Die Produktion läuft dann bei Anker-Tec in Kiel. Das Team vor Ort übernimmt und bearbeitet die 3D-CAD-Modelle weiter in Solidworks Design, um sie für die Fertigung und Montage vorzubereiten.

Von Zertifizierung bis Serienproduktion: Der Weg der Holzrotorblätter in den Markt.

Seit 2024 drehen sich die neuen Holzflügel im Wind. Sie beweisen, dass der Holzweg goldrichtig ist: Voodin Blade kann Rotorblätter fertigen, installieren und damit Strom erzeugen – und sie können sie genehmigen lassen. Denn zu dem Weg ans Windrad gehört auch ein langer Prozess mit den Behörden für die Zulassung der neuartigen Technologie. Auch diesen Weg erleichterte Solidworks, weil die Software alle Daten für die Zertifizierung automatisch aus dem Prozess heraus angibt. Nach dem erfolgreichen 20-Meter-Rotorblatt arbeitet Voodin Blade nun an einem neuen Konzept für Flügel ab 40 Metern Länge, die in großen Multimegawatt-Windkraftanlagen zum Einsatz kommen sollen. Und auch das geht aus Holz? „Ja, aber wir dürfen nicht verraten wie, weil momentan die Patentanmeldung läuft“, sagt Tom Siekmann lächelnd.

Solidworks liefert auch die Datengrundlage für die Zertifizierung und Zulassung und erleichtert die Patentanmeldung. Noch hat Voodin Blade Technology kein Rotorblatt verkauft – wird aber bald dafür bereit sein. Denn das Unternehmen bekommt Rückenwind von der Europäischen Union. Die fördert das Vorhaben aus dem EU Innovation Fund und hilft so beim Aufbau der ersten kommerziellen Serienproduktion. Und das Team wächst weiter: Mehr Spezialist:innen für Konstruktion, Rotorblattdesign und Fertigung kommen dazu. „Wir sind ein digitales Team und über ganz Europa verteilt“, sagt Tom Siekmann. „Deshalb bleibt 3D Experience unsere gemeinsame, cloudbasierte Entwicklungsplattform.“ Die Rotorblätter am Horizont drehen sich weiter – noch sind sie nicht aus Holz. Die Gründer von Voodin Blade sind aber überzeugt: Das wird sich bald ändern.

Werbeplakat in einer U-Bahn zeigt dynamische Lichtstreifen und Slogan zur Beschleunigung von IT-Prozessen

Magazin results by Bechtle.

Dieser Artikel ist ein Auszug aus der aktuellen Ausgabe des Printmagazins results by Bechtle.

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