04 Mai Schäden rechtzeitig erkennen: Thermografie für Windkraftanlagen
Ein passives Thermografieverfahren soll tageszeitabhängige sowie wetter- und klimabedingte Temperaturschwankungen für eine kostengünstige Inspektion von Windkraftanlagen nutzen.
Besonders die Rotorblätter von Windkraftanlagen sind der Witterung, Blitzeinschlägen und auf hoher See dem Salzwasser des Meeres ausgesetzt. Innere Schäden wie beginnende Risse, Delaminationen des Kunststoffs oder sich lösende Verklebungen sind selbst aus nächster Nähe oft nicht zu erkennen. Zudem sind solche Inspektionen aufwendig und teuer. Zugleich sind sie aber unverzichtbar, um Schäden rechtzeitig zu erkennen und kostenintensive größere Reparaturen oder Totalausfälle zu vermeiden.
Temperaturmessung liefert Informationen
Um in Zukunft eine kostengünstige, praktikable und zugleich sichere Methode für Wartungen zu ermöglichen, hat die Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (BAM) das Verfahren der passiven Thermografie adaptiert. Es basiert auf der Messung der Oberflächentemperaturen der Bauteile und nutzt zugleich die Sonneneinstrahlung und den natürlichen Temperaturverlauf über den Tag. Eine Infrarotkamera erfasst dabei vom Boden oder aus der Luft die besonders beanspruchten Rotorblätter einer Windkraftanlage. Aus den räumlichen und zeitlichen Temperaturverläufen innerhalb des Bauteils können Informationen über verborgende Schäden oder strukturmechanische Eigenschaften abgeleitet werden. Dabei ist es entscheidend, zum Zeitpunkt maximaler Temperaturkontraste zu messen, um den an sich sehr schwachen Effekt zu detektieren: Etwa am sonnigen Morgen nach einer frostigen Nacht oder am Abend eines warmen Sommertages. In numerischen Simulationen sollen zudem aktuelle Wetterdaten und Wettervorhersagen miteinbezogen werden, um die Messungen noch aussagekräftiger zu machen.
Kooperation für die Marktreife
In dem Projekt EvalTherm, das vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie unter dem Projektträger Forschungszentrum Jülich gefördert wird, soll das Verfahren der passiven Thermografie jetzt optimiert und praxisreif gemacht werden. Dazu kooperieren in einem Verbundvorhaben unter der Leitung der BAM das Fraunhofer-Institut für Holzforschung, InfraTec, die eine spezielle drohnentaugliche Infrarotkamera entwickeln wird, sowie das Unternehmen clockworkX, das auf die Verknüpfung von Anlagendaten mit Mess- und Wetterdaten spezialisiert ist. Für die sehr komplexen Messungen und Datenauswertungen werden die Verbundpartner Hard- und Software bestmöglich aufeinander abstimmen.
Bildquelle: Scandat GmbH/BAM
