Gezielte Inspektionen von Windenergieanlagen dank optimierter Blitzüberwachung

Blitzeinschläge stellen unabhängig von der Jahreszeit eine ernsthafte Bedrohung für Windenergieanlagen dar. Sie verursachen nicht nur strukturelle Schäden an den Rotorblättern, sondern können auch zu langen Stillstandszeiten und erheblichen Ertragseinbußen führen.

 

In diesem Beitrag zeigen wir Ihnen, wie Sie dank optimierter Blitzüberwachung noch gezieltere Inspektionen von Windenergieanlagen durchführen und dabei Zeit sparen sowie die Effizienz steigern können.

Blitzeinschläge sind keine Frage der Jahreszeit, sie treten ganzjährig auf und stellen somit eine ständig präsente Gefahr für Windenergieanlagen dar. Laut des aktuellen jährlichen Reports von Vaisala wurden im Jahr 2024 weltweit 2,2 Milliarden Blitzeinschläge festgestellt.

 

Doch nicht jeder Blitz ist gleich. Sie lassen sich in unterschiedliche Arten einteilen: Wolke-Erde-Blitz, als Erde-Wolke-Blitz oder Wolkenblitz. Wolke-Erde-Blitze zählen zu den abwärtsgerichteten Blitzen, da sich ihre Entladung von der Wolke zur Erde richtet. Erde-Wolke-Blitze oder aufwärtsgerichtete Blitze stellen gerade für Windenergieanlagen eine enorme Herausforderung dar. Sie können aufgrund des langanhaltenden Dauerstroms viel zerstörerischer sein als abwärtsgerichtete Blitze. Wolkenblitze treten innerhalb einer Woke oder zwischen den Wolken auf.

 

Und nicht nur das, auch der Spitzenstrom kann jahreszeitlich bedingte Unterschiede aufweisen. So bringen Winterstürme nicht nur Schnee und Eis mit sich, sondern auch Blitze. Diese treten zwar seltener auf, ihr Spitzenstrom kann aber bis zu 10-mal höher sein, als bei typischen Sommerblitzen. Das macht sie für Rotorblätter sowie die empfindlichen elektrischen Komponenten von Windenergieanlagen gefährlicher – vor allem dann, wenn sie unentdeckt bleiben.

Eine kontinuierliche Überwachung von Windenergieanlagen sowie eine präzise Blitzerkennung ist daher unerlässlich, um Blitzeinschläge zu erkennen, Inspektionen von Windenergieanlagen gezielter durchzuführen und rechtzeitig Entscheidungen treffen zu können.

 

Unsere präzise Blitzüberwachung :EVENT LIGHTNING informiert Windparkbetreibende zeitnah darüber, wann welche Turbinen vom Blitz getroffen wurden. Erweitert wird diese Technologie mit dem Add-On Xweather. Das Add-On Xweather ist eine optionale Erweiterung des bestehenden :EVENT LIGHTNING Produkts. Es wurde in Zusammenarbeit mit dem renommierten US-Unternehmen Vaisala Xweather entwickelt. Es integriert Daten des Global Lightning Dataset (GLD360) und des National Lightning Detection Network (NLDN), wodurch es umfassende Informationen zum Blitzereignis wie Signalstärke, Polarität, Ereignistyp, Entfernung und Anstiegszeit liefert.

 

Durch die Kombination dieser Technologien erhalten Betreibende eine noch präzisere Blitzeinschlagsanalyse, wodurch sie Inspektions- und Wartungsstrategien für Windkraftanlagen weltweit optimieren können – was Zeit spart und die Gesamteffizienz steigert.

Das Add-On Xweather nutzt und integriert Daten aus zwei hochmodernen Blitzortungssystemen:

• GLD360 von Vaisala Xweather – ein globales Blitzortungsnetzwerk, das hochauflösende Blitzdaten in Echtzeit bereitstellt.
• National Lightning Detection Network (NLDN) – ein etabliertes und bewährtes System zur Überwachung von Blitzereignissen in Nordamerika.

 

Durch diese Datenquellen erweitert das Add-On Xweather die durch :EVENT LIGHTNING erfassten Blitzereignisse mit wichtigen Informationen wie

• Signalstärke und Polarität des Blitzes
• Ereignistyp (Wolkenblitze oder Wolke-Erde-Blitze)
• Entfernung zur Windenergieanlage
• Anstiegszeit und Energieintensität
• Zeitpunkt des Ereignisses

 

Die Kombination aus :EVENT LIGHTNING-Daten und Add-on Xweather-Daten führt zu einer besseren Bestimmung des Gefährdungspotentials von Blitzereignissen und ermöglicht eine noch gezieltere Inspektion und priorisierte Wartung der betroffenen Windenergieanlagen.

Windparkbetreibende, insbesondere jene, die häufige Blitzeinschläge in ihren Anlagen erleben, stehen vor mehreren Herausforderungen:

• Vermeidung von unnötigen Inspektionen: Nicht zu wissen, in welcher Windkraftanlage ein Blitz eingeschlagen ist, und die Inspektion von Anlagen ohne Blitzeinschlag zu vermeiden.
• Unsichtbare Schäden: Nicht jeder Blitzeinschlag verursacht sofort erkennbare Schäden, kann jedoch Langzeitschäden nach sich ziehen.
• Ungeplante Stillstandszeiten: Fehlende oder ungenaue Informationen führen zu ineffizienten Wartungsprozessen und unnötigen Stillstandszeiten, die wiederum mit hohen Kosten verbunden sind.
• Kostspielige Reparaturen: Unentdeckte Blitzschäden führen oft zu kostspieligen Reparaturen, die durch frühzeitige Erkennung hätten vermieden werden können.

 

Mit EVENT LIGHTNING und Add-On Xweather erhalten Betreibende detailierte, zeitnahe Daten, wodurch Inspektionen von Windenergieanlagen gezielt durchgeführt werden können. Dies spart Zeit, senkt Wartungskosten und maximiert die Energieerzeugung.

Die Integration beider Systeme bietet zahlreiche Vorteile:

• Vermeidung von unnötigen Inspektionen: Vermeidung der Inspektion von Turbinen mit geringer Blitzintensität und/oder ohne Blitzeinschlag.
• Frühzeitige Erkennung von Blitzschäden: Durch die direkte Erfassung von Blitzeinschlägen mit :EVENT LIGHTNING in Kombination mit den umfassenden Blitzdaten von Xweather können Betreibende Blitzeinschläge nicht nur zeitnah erkennen, sondern auch ihr Notfall- und Betriebsanlagenmanagement verbessern.
• Optimierte Wartungsstrategie: Betreibende können gezielt betroffene Anlagen inspizieren. Dadurch können Inspektionen und Wartung priorisiert und optimiert werden.
• Reduzierte Stillstandszeiten: Schnellere und präzisere Wartungsplanung sorgt dafür, dass sich die Stillstandszeiten von Turbinen reduziert.

Viele Betreibende verlassen sich auf allgemeine Wetterdienste oder Blitzortungssysteme mit eingeschränkter Reichweite und Auflösung. Der entscheidende Unterschied zu :EVENT LIGHTNING mit Add-On Xweather liegt in der Direktintegration von Blitzereignissen mit den Anlagendaten. Während herkömmliche Wetterdienste lediglich Blitzaktivitäten grob erfassen, ermöglicht die Kombination beider Informationen eine präzise Zuordnung zu einzelnen Anlagen und bietet detaillierte Daten zu jedem Ereignis.

Mit :EVENT LIGHTNING und dem Add-On Xweather sind Windenergieanlagenbetreibende in der Lage, die Inspektionen ihrer Anlagen gezielt zu optimieren. Damit können sie nicht nur Zeit und Kosten sparen, sondern auch die Lebensdauer ihrer Anlagen verlängern und die Energieproduktion maximieren.

 

Referenzen:

• Vaisala Inc.: A Multiyear CONUS-Wide Analysis of Lightning Strikes to Wind Turbines, https://www.researchgate.net/publication/388836889_A_Multiyear_CONUS-Wide_Analysis_of_Lightning_Strikes_to_Wind_Turbines, 09/2024
• Annual Lightning Report of Vaisala Xweather: https://www.xweather.com/annual-lightning-report