Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

CeBIT 2014: Windräder aus der Ferne vermessen

27.01.2014
Rotor und Turm einer Windkraftanlage können auch bei normalem Betrieb mitschwingen.

Die Analyse dieser Schwingungen spielt eine wichtige Rolle, wenn die Anlagen entwickelt und gewartet werden. Bisher war dies nur punktuell und direkt an der Anlage möglich.


Der Laser folgt dem Rotorblatt und verharrt exakt auf derselben Position auf dessen Oberfläche. Betreiber von Windkraftanlagen können so das Schwingungsmuster der Bauteile messen.

© Fraunhofer IOSB

Das Fraunhofer-Institut für Optronik, Systemtechnik und Bildauswertung IOSB nutzt moderne Informationstechnologie, um das Schwingungsmuster der gesamten Anlagenstruktur aus einer Entfernung von mehreren hundert Metern zu messen.

»Windräder schwingen auch bei normalen Windgeschwindigkeiten bis zu einen Meter mit. Eine große Belastung für das Material, die zu Schäden und im schlimmsten Fall zum Ausfall der Anlage führen kann«, sagt Dr. Ilja Kaufmann aus der Abteilung Optronik des IOSB in Ettlingen. Betreiber prüfen daher kontinuierlich, wie stark die Schwingungen sind – mit Hilfe von Sensoren, die in Turm und Rotorblättern eingebaut ist. Der Nachteil dabei: Es kann immer nur an den Stellen gemessen werden, wo Sensoren angebracht wurden. »Ein umfassendes Schwingungsmuster der gesamten Anlage ist mit dieser Technologie nicht möglich«, so Kaufmann. Bei Offshore-Anlagen, draußen auf dem Meer, kommen weitere Anforderungen hinzu.

Laser führt Bewegung der Rotorblätter automatisch nach

Kaufmann und seine Kollegen haben sich dieses Problems angenommen. Auf der CeBIT in Hannover stellen sie ein technisches System vor, mit dem die Schwingungsanalyse umfassend für die gesamte Anlage und aus mehreren hundert Metern Entfernung funktioniert. Es besteht aus einem Laser, der auf die Anlage gerichtet ist und die Schwingungen auf beliebigen Stellen der Oberfläche messen kann. Damit das auch auf den beweglichen Bauteilen wie den Rotorblättern geschehen kann, führt der Laser deren Bewegung automatisch nach.

Dafür ist das Herzstück des Systems zuständig – ein IT-basiertes Trackingsystem. Die Wissenschaftler haben es intelligent mit Kamera und Laser verknüpft. Diese sind auf einem Schwenkneigekopf montiert, damit sie den Bewegungen der Rotorblätter folgen können. Die Kamera macht Aufnahmen der Anlage und leitet sie an eine Software weiter, die die Bilder verarbeitet und aus den Daten ein virtuelles Modell der Flügel erstellt. Mit Hilfe dieser Informationen wird der Schwenkneigekopf so eingestellt, dass der Laser automatisch den Rotorblättern folgt. Gleichzeitig sammelt die Kamera Daten über die exakte Position des etwa zwei bis drei Zentimeter großen Laserpunkts auf dem Rotorblatt, um diesen auf den drehenden Flügeln zu stabilisieren.

So lassen sich beliebig viele Punkte der Anlage im laufenden Betrieb scannen – auch aus großer Entfernung. »In kurzer Zeit entstehen wesentlich umfassendere Analysen, als sie mit den fest verbauten Sensoren möglich sind. Die Messdauer ist variabel: Je langsamer die Schwingungen, desto länger misst der Laser«, sagt Kaufmann.

Betreiber können Anlagen bewerten

Das kompakte System ist mobil und kann mit einem Fahrzeug an die gewünschte Stelle gebracht werden. Wegen der hohen Reichweite lassen sich Offshoreanlagen auch von einem Schiff aus untersuchen – vorausgesetzt man kompensiert dessen Eigenbewegungen. »Viele Windparks in Deutschland laufen bereits seit gut 20 Jahren – oft die maximale Lebensdauer. Betreiber können unsere Technologie nutzen und ihre Anlagen bewerten. Wir liefern Entscheidungshilfe bei Fragen wie: Ist sie so gut in Schuss, dass ich sie weiterbetreiben kann, verkaufe ich sie oder baue ich eine neue an derselben Stelle«, so Kaufmann.

Auf der CeBIT zeigen er und seine Kollegen einen Prototyp des Diagnosesystems. An einem zwei Meter großen Windradmodell am Fraunhofer-Gemeinschaftsstand (Halle 9, Stand E40) können Besucher den Weg des augensicheren Laserstrahls als grünen Punkt auf den Rotorblättern verfolgen. Auf zwei angeschlossenen Bildschirmen sind die Aufnahmen der Kamera und die Schwingungsanalyse zu sehen.

Tobias Steinhäußer | Fraunhofer-Institut
Weitere Informationen:
http://www.fraunhofer.de
http://www.fraunhofer.de/de/presse/presseinformationen/2014/Januar/windraeder-ferne-vermessen.html

Weitere Nachrichten aus der Kategorie CeBIT 2014:

nachricht Nachhaltigkeit mit Fokus – LZH auf der Hannover Messe 2014
24.03.2014 | Laser Zentrum Hannover e.V.

nachricht Chancen der Telemedizin als Thema des IT-Planungsrates auf der CeBIT
13.03.2014 | Fraunhofer-Institut für Experimentelles Software Engineering IESE

Alle Nachrichten aus der Kategorie: CeBIT 2014 >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Innovative Antikörper für die Tumortherapie

Immuntherapie mit Antikörpern stellt heute für viele Krebspatienten einen Erfolg versprechenden Ansatz dar. Weil aber längst nicht alle Patienten nachhaltig von diesen teuren Medikamenten profitieren, wird intensiv an deren Verbesserung gearbeitet. Forschern um Prof. Thomas Valerius an der Christian Albrechts Universität Kiel gelang es nun, innovative Antikörper mit verbesserter Wirkung zu entwickeln.

Immuntherapie mit Antikörpern stellt heute für viele Krebspatienten einen Erfolg versprechenden Ansatz dar. Weil aber längst nicht alle Patienten nachhaltig...

Im Focus: Durchbruch mit einer Kette aus Goldatomen

Einem internationalen Physikerteam mit Konstanzer Beteiligung gelang im Bereich der Nanophysik ein entscheidender Durchbruch zum besseren Verständnis des Wärmetransportes

Einem internationalen Physikerteam mit Konstanzer Beteiligung gelang im Bereich der Nanophysik ein entscheidender Durchbruch zum besseren Verständnis des...

Im Focus: Breakthrough with a chain of gold atoms

In the field of nanoscience, an international team of physicists with participants from Konstanz has achieved a breakthrough in understanding heat transport

In the field of nanoscience, an international team of physicists with participants from Konstanz has achieved a breakthrough in understanding heat transport

Im Focus: Hoch wirksamer Malaria-Impfstoff erfolgreich getestet

Tübinger Wissenschaftler erreichen Impfschutz von bis zu 100 Prozent – Lebendimpfstoff unter kontrollierten Bedingungen eingesetzt

Tübinger Wissenschaftler erreichen Impfschutz von bis zu 100 Prozent – Lebendimpfstoff unter kontrollierten Bedingungen eingesetzt

Im Focus: Sensoren mit Adlerblick

Stuttgarter Forscher stellen extrem leistungsfähiges Linsensystem her

Adleraugen sind extrem scharf und sehen sowohl nach vorne, als auch zur Seite gut – Eigenschaften, die man auch beim autonomen Fahren gerne hätte. Physiker der...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

Die Welt der keramischen Werkstoffe - 4. März 2017

20.02.2017 | Veranstaltungen

Schwerstverletzungen verstehen und heilen

20.02.2017 | Veranstaltungen

ANIM in Wien mit 1.330 Teilnehmern gestartet

17.02.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Innovative Antikörper für die Tumortherapie

20.02.2017 | Medizin Gesundheit

Multikristalline Siliciumsolarzelle mit 21,9 % Wirkungsgrad – Weltrekord zurück am Fraunhofer ISE

20.02.2017 | Energie und Elektrotechnik

Wie Viren ihren Lebenszyklus mit begrenzten Mitteln effektiv sicherstellen

20.02.2017 | Biowissenschaften Chemie