Wissenschaftler erforschen Früherkennung von Schäden an Rotorblättern

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Wissenschaftler der Leibniz Universität Hannover wollen Möglichkeiten entwickeln, mit denen Schäden an Rotorblättern frühzeitig erkannt werden können, um lange Stillstandszeiten und dadurch hohe Kosten zu vermeiden. Zu diesem Zweck sind nun zwei Verbundprojekte gestartet, die das Institut für Statik und Dynamik (ISD) der Fakultät für Bauingenieurwesen und Geodäsie koordiniert.

Ziel ist es, durch Sensoren im Rotorblatt eine Früherkennung von Schäden zu ermöglichen, ohne dass die Anlage stillgelegt werden muss. Dafür werden Sensoren im Blatt platziert, die die Schwingungen messen. Aus diesen Signalen lassen sich Rückschlüsse ziehen, ob das Blatt noch intakt ist. Dafür wird im Projekt ein eigenes, 40 Meter langes Rotorblatt entwickelt, mit Sensorik ausgestattet und getestet. Der Schädigungsprozess wird durch regelmäßige Bewegungen simuliert. Durch die Belastung kann nach einer Weile die Materialfestigkeit abnehmen oder auch die Klebenaht, die die Elemente des Blattes verbindet, aufreißen.

„Wir kombinieren zum ersten Mal akustische Verfahren zur Schadenslokalisation mit messdatenbasierten und modellgestützten Verfahren“, erläutert Projektleiter Raimund Rolfes vom Institut für Statik und Dynamik (ISD).

An dem vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (BMWi) mit 2,5 Mio. € geförderten Projekt ist WindMW, ein Betreiber von Offshore-Windparks vor Helgoland, beteiligt. Dort sollen die neuen Verfahren getestet werden, wie die Universität Hannover mitteilt. An dem Forschungskonsortium „Multivariates Schadensmonitoring von Rotorblättern (MultiMonitorRB)“ sind zudem das Fraunhofer-Institut für Windenergie und Energiesystemtechnik (Fraunhofer IWES) und Wölfel Engineering beteiligt. Von der Leibniz Universität ist außerdem das Institut für Informationsverarbeitung dabei.

Zweites Projekt zu Geräuschemissionen von Windenergieanlagen

Das zweite Verbundforschungsvorhaben am Institut für Statik und Dynamik (ISD), ebenfalls vom BMWi gefördert, beschäftigt sich mit Geräuschemissionen von Windenergieanlagen an Land. Das Projekt „Von der Schallquelle zur psycho-akustischen Bewertung (WEA-Akzeptanz)“ erhält rund vier Mio. € und ist eine Kooperation von drei Fakultäten der Leibniz Universität mit dem Anlagenhersteller Senvion.

Es geht darum, das konkrete Schallprofil einer Anlage schon vor dem Bau voraussagen zu können, um Störungen der Anwohner zu verhindern. Durch Geräuschquellen am Rotorblatt und anderen Bauteilen entsteht zusammen mit Alterung, herstellungsbedingten Abweichungen und der Topografie der Umgebung für jede Anlage ein individueller „Sound-Footprint“. Ziel ist es, die Geräuschentwicklung durch ein Modell zu objektivieren und vorhersagbar zu machen.

Eine große Rolle spielt dabei die unterschiedliche Bewertung der Geräusch-Emissionen. „Was der eine problemlos findet, ist für den anderen schon lästig“, sagt Rolfes. Dafür plant das beteiligte Institut für Kommunikationstechnik eine Laborsituation, bei der den Probanden zu dem Geräusch auch Umgebungsbilder auf die Wände projiziert werden. Das Institut für Meteorologie und Klimatologie befasst sich mit dem Einfluss von Windgeschwindigkeit oder Temperatur auf die Schallausbreitung. Beide Verbundprojekte laufen zunächst über drei Jahre.

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