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Forscher entwickeln Radarprüfung für Rotorblätter

Freiburg – Defekte an den stark beanspruchten Rotorblättern von Windenergieanlagen können mit hohen Kosten einhergehen. Um die Kontrolle zu verbessern, haben Forscher des Fraunhofer-Instituts für Angewandte Festkörperphysik (IAF) nun einen Radar-Materialscanner entwickelt. Damit soll die Prüfung schneller und präziser gelingen.

Die Rotorblätter einer Windenergieanlage müssen in der Produktion und Wartung streng auf Qualität geprüft werden. Schwachstellen können später Kosten in Höhe von mehreren hunderttausend Euro verursachen.

Neuer Materialscanner prüft Rotorblätter effizienter als bisher

Um die Defekt-Prüfung der Rotoren zu verbessern hat das Fraunhofer IAF einen Radar-Materialscanner für Rotorblätter entwickelt, mit dem Defekte noch detaillierter als bisher aufgespürt werden können. So sollen Produktions- und Betriebskosten eingespart werden können. Im Gegensatz zu alternativen Prüftechnologien, wie Ultraschalllösungen, sei die Radartechnologie als berührungsfreie Lösung für die oft über hundert Meter hohen Anlagen die optimale Lösung, erläutert Dr. Axel Hülsmann, Koordinator des Radarprojekts beim Fraunhofer IAF.

Die Rotoren von Windkraftanlagen sind starken Belastungen ausgesetzt, weshalb moderne Windradblätter hauptsächlich aus verklebten elastischen glas- und kohlefaserverstärkten Kunststoffen bestehen. Die Schwierigkeit bei der Produktion bestehe in der Vermeidung von Wellen, Falten, Harznestern oder unausgehärteten Laminatstellen, erklärt Hülsmann weiter. Derartige Defekte ließen sich zwar über Infrarot-Thermographie lokalisieren, der neue Materialscanner ermögliche durch seine Radartechnologie jedoch eine Tiefenauflösung bisher unerreichbaren Stellen und damit eine präzisere Identifikation von Defekten, so Hülsmann weiter.

160-Gramm-Materialscanner ermöglicht millimetergenauen Querschnitt

Die zentrale Komponente des neuen Materialscanners ist ein Hochfrequenzradar, dessen Ergebnisse mit einer speziellen Software visualisiert werden können. „Dadurch können wir Querschnittsansichten der Flügel generieren, mit denen Defekte im Millimeterbereich identifiziert werden können. Damit ist unser Materialscanner erheblich genauer als herkömmliche Methoden“, so Hülsmann. Laut Fraunhofer IAF ist der nur 160 Gramm schwere Materialscanner ist dabei nur so groß wie eine Zigarettenschachtel.

Materialscanner insbesondere für Offshore-Windenergie interessant

Auch bei der Wartung von Rotorblättern verspricht sich das IAF von dem Materialscanner positive Effekte. Die regelmäßige Prüfung ist bislang Handarbeit, bei der Experten den Flügel auf Defekte abklopfen. „Eine automatisierte Lösung, ergänzt durch unsere Radartechnologie könnte die Stillstandzeit der Windkraftanlage erheblich begrenzen und so Kosten einsparen helfen“, erläutert Hülsmann. Dies gelte besonders für Offshore-Windräder, deren manuelle Wartung per Schiff bei unruhiger See oft viel Zeit benötige.

© IWR, 2017




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