Messtechnik zur Überwachung von Windenergie-Rotoren

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Windräder funktionieren bislang nur bei optimalen Windbedingungen. Weht der Wind zu heftig oder gar nicht, stehen sie für gewöhnlich still.  Forscher der Technischen Universität München haben jetzt eine Messtechnik entwickelt, mit deren Hilfe die Rotorblätter von Windrädern auch bei starkem Wind funktionieren.

Bislang werden die Rotorblätter bei ungünstigen Witterungsbedingungen ‚auf Durchzug gestellt‘, da die Gefahr besteht, dass die Rotoren brechen. Dieses Problem wird mit der neuen Technik umgangen.

Mittels haarfeiner Glasfaser-Sensoren auf und in den Rotorblättern kann die lokale Belastung durch den Wind gemessen werden. Dadurch kann man exakt feststellen, wie und wo das Material der Rotorblätter vibriert, sich dehnt oder gar zu brechen droht. Die Leistungsfähigkeit der Windräder kann somit optimal genutzt werden.

Die Glasfasern sind aus der Telekommunikation bekannt. Jedoch werden sie an den Rotorblättern in bestimmten Abständen mit Lasern bearbeitet, sodass an diesen Stellen je eine Art Spiegel entsteht, ein sogenanntes Faser-Bragg-Gitter. Dieses Gitter reflektiert Infrarotstrahlung. Wenn sich die Fasern verändern, ändert sich auch die reflektierte Wellenlänge. Das ermöglicht eine feinabgestimmte Regulierung. Jedes Gitter wirft nur Licht einer bestimmten Wellenlänge zurück und lässt die anderen Wellenlängen ungehindert passieren. Daher können die Wissenschaftler Stauchungen und Dehnungen an vielen Stellen der Faser gleichzeitig messen.

Die Technik kann auch in anderen Bereichen, etwa bei Autos oder Flugzeugen angewendet werden. Entwickelt wurde das Verfahren von Dr. Mathias Müller und dem Physiker Thorbjörn Buck. Gemeinsam mit zwei weiteren Wissenschaftlern wollen sie jetzt eine Firma gründen. Gefördert werden sie dabei durch EXIST-Forschungstransfer, einem Förderprogramm des Bundesministeriums für Wirtschaft und Technologie, mit dem hervorragende forschungsbasierte Gründungsvorhaben unterstützt werden, die mit aufwändigen und risikoreichen Entwicklungsarbeiten verbunden sind.

Josephin Lehnert

 

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