Die richtige Wahl eines Erkennungssystems für Rotorblattschäden

Eine frühzeitige Schadenserkennung ist entscheidend, um die Effizienz, Sicherheit und Rentabilität von Windenergieanlagen zu gewährleisten. Selbst kleine Defekte wie feine Risse, Erosion an der Vorderkannte oder Delamination können sich unentdeckt zu gravierenden strukturellen Problemen entwickeln. Die Folge: teure Reparaturen, ungeplante Stillstandszeiten und geringerer Ertrag.

 

Glücklicherweise ermöglichen moderne Technologien zur Rotorblattüberwachung und Schadensdetektion es den Betreibenden, Probleme frühzeitig zu erkennen und zu beheben – oft noch bevor sie die Leistung der Anlagen beeinträchtigen.

 

Dieser Artikel geht auf die wichtigsten Arten von Erkennungssystemen für Rotorblattschäden, ihre Stärken und Schwächen sowie die Kriterien für die Auswahl der passenden Lösung für Ihren Windpark ein.

Rotorblätter sind dauerhaft mechanischen Belastungen, extremen Wetterbedingungen und Umwelteinflüssen ausgesetzt – von Hagel- und anderem Niederschlag bis hin zu Blitzeinschlägen und Eisbildung. Mit der Zeit können diese Ereignisse gravierenden Einfluss auf den Zustand des Rotorblattes haben haben:

• Oberflächenschäden: Erosion, Risse, Beschichtungsverlust
• Strukturelle Schäden: Delamination, Risse, Spalten und Ablösungen im Wurzelbereich

Ohne Früherkennung bleiben diese Probleme oft unentdeckt, bis ein schwerwiegender Ausfall auftritt. Mit proaktivem Überwachung können Betreibende von reaktiven Reparaturen auf vorausschauende Wartung umstellen und so teure Stillstandszeiten vermeiden.

1. Visuelle Inspektionsmethoden

Visuelle Inspektionen sind die älteste und am weitesten verbreitete Methode zur Zustandsüberwachung von Rotorblättern. Sie dienen der Erkennung sichtbarer Risse, Erosion und anderer Oberflächenschäden.

 

Manuelle visuelle Inspektion

Geschulte Prüfer inspizieren die Blätter vom Boden oder in großer Höhe, häufig mit Ferngläsern oder Kameras.

• Vorteile: Kostengünstig, sofortige Rückmeldung, geringe Ausrüstungsanforderungen.
• Nachteile: Beschränkt auf sichtbare Defekte, Sicherheitsrisiken bei Arbeiten in großer Höhe, Gefahr, Frühschäden zwischen Inspektionen zu übersehen.

 

Drohneninspektion

Mit hochauflösenden Kameras ausgestattete Drohnen erfassen Bilder und Videos aus verschiedenen Blickwinkeln.

• Vorteile: Zugang zu schwer erreichbaren Bereichen, hohe Bildqualität, verkürzte Inspektionszeit und geringere Kosten. Automatische Auswertung der Bilder durch KI ist möglich.
• Nachteile: Wetterabhängig (vor allem Sonnenschein bzw. Lichtverhältnisse), begrenzte Erkennung interner Schäden, unterliegt Luftfahrtbestimmungen.

 

Ferngläser und High-Tech-Kameras

Verbesserung bodengestützter Inspektionen durch optischen Zoom und hochauflösende Aufnahmen.

• Vorteile: Größere Reichweite und Detailgenauigkeit, besonders in Kombination mit Drohnen.
• Nachteile: Fokus auf äußere Defekte, keine Erkennung tiefer liegender Schäden ohne Spezialsensoren, abhängig von den Sonnen- bzw. Lichtverhältnissen.

2. Infrarot-Thermografie

Erkennt Temperaturunterschiede, die auf Probleme wie Delamination oder Feuchtigkeitseintritt hinweisen können.

• Vorteile: Berührungslos, schnelle Ergebnisse, wirksam bei Oberflächen- und Nahoberflächenschäden.
• Nachteile: Beeinflussbar durch Umgebungstemperatur, begrenzte Tiefenerkennung, hohe Gerätekosten. Für strukturelle Risse und äußere Schäden im Spitzen- bzw. Außenbereich des Rotorblatts werden unterschiedliche Systeme benötigt.

 

3. Akustisches Monitoring

Erfasst Geräuschmuster, die durch Strömungsstörungen oder strukturelle Schäden entstehen.

• Vorteile: Echtzeitüberwachung, frühzeitige Erkennung fortschreitender Schäden, berührungslos.
• Nachteile: Erfordert teils komplexe Datenanalyse, Risiko von Fehlalarmen, mögliche Integrations­herausforderungen.

 

4. Robotik für interne Inspektionen

Mit Sensoren und Kameras ausgestattete Roboter können das Blattinnere befahren und verborgene Schäden erkennen.

• Vorteile: Zugang zu schwer erreichbaren Bereichen, geringeres Sicherheitsrisiko, häufigere Inspektionen möglich.
• Nachteile: Hohe Kosten, komplexer Betrieb, möglicherweise eingeschränkte Erkennung bestimmter Schadensarten.

 

5. Systeme zur Strukturellen Gesundheitsüberwachung (SHM)

Eingebaute Sensoren überwachen kontinuierlich Spannung, Dehnung und weitere Parameter.

• Vorteile: Permanente Echtzeitdaten, ermöglicht vorausschauende Wartung, umfassende Leistungsinformationen.
• Nachteile: Hohe Installationskosten, komplexe Datenverwaltung, erfordert spezielle Expertise.

Keine einzelne Methode deckt alle möglichen Schadensszenarien ab. Am wirksamsten ist oft die Kombination mehrerer Technologien – etwa kontinuierliche akustische Überwachung in Verbindung mit Drohnen- oder Roboterinspektionen für gezielte visuelle Bestätigung.

 

Wichtige Auswahlkriterien:

• Budget und ROI: Übersteigen die Einsparungen durch geringere Ausfallzeiten die Investitions- und Betriebskosten?
• Ausbreitungsgeschwindigkeit von Schäden: Eine kontinuierliche Überwachung ist erforderlich in Situationen, in denen sich Schäden schnell ausbreiten können.
• Typische Schadensrisiken: Möchten Sie sich auf Erosion, Blitze, Eis oder Ermüdungsrisse fokussieren?
• Integration: Lässt sich das System in bestehende SCADA- oder Wartungsprozesse einbinden?
• Fachkenntnisse: Steht geschultes Personal für Betrieb und Datenauswertung zur Verfügung?

 

Durch den gezielten Einsatz einer Technologiekombination können Betreibende die Zahl unentdeckter Schäden minimieren, die Lebensdauer der Blätter verlängern und den Energieertrag maximieren.

Proaktive Blattschadensdetektion ist mehr als nur eine reine Wartungsmaßnahme – sie ist eine strategische Investition in die langfristige Gesundheit und Rentabilität Ihrer Windenergieanlagen. Mit der richtigen Technologie­mischung und einer konsistenten Überwachungsstrategie lassen sich ungeplante Ausfälle vermeiden, die Anlagenverfügbarkeit steigern und der Energieertrag optimieren. In einem zunehmend wettbewerbs­orientierten Energiemarkt setzen diejenigen Betreiber neue Maßstäbe für Effizienz und Zuverlässigkeit, die auf fortschrittliche Erkennungssysteme setzen.

 

Kernaussage:

Die Erkennung von Blattschäden ist nicht nur bei der Wartung wichtig. Sie ist eine strategische Investition in die Zukunft Ihres Windparks.