Aktives Dämpfungssystem sorgt bei Windrädern für höhere Stromausbeute

Bei Windrädern kommt es durch die Bewegung von Rotorblättern und Getriebe-Komponenten zu einem unerwünschten Nebeneffekt. „In Windkraftanlagen wirken große Kräfte auf den Turm, der als Resonator wirkt und hörbare Geräusche abgibt“, erklärt Hans-Jürgen Roscher, Leiter der IWU-Gruppe Aktive Systeme. Das entstehende Brummen belastet Anwohner.

„Ähnlich wie beim Surren einer Mücke empfindet man diese Einzeltöne als besonders störend“, sagt André Illgen, wissenschaftlicher Mitarbeiter der Gruppe Aktive Systeme. Daher müssen Anlagen gerade in der Nähe von Wohngebieten bisweilen mit reduzierter Drehzahl betrieben werden. Das reduziert zwar das Brummen, aber gleichzeitig auch die Stromproduktion in der Anlage.

Aktives Dämpfungssystem minimiert Geräusche

Als Lösung des Geräusch- und Effizienzproblems haben Forscher des Fraunhofer-Institus IWU ein aktives Dämpfungssystem entwickelt. Sensoren messen die Schwingungen, die in der Anlage enstehen. Piezoaktoren an den Auflagern des Getriebes verwandeln dann elektrischen Strom in geeignete Negativschwingungen, um die ursprünglichen Schwingungen zu dämpfen und im Idealfall komplett auszulöschen, sodass kein Brummen mehr entsteht.

„Diese Systeme reagieren selbstständig auf Frequenzwechsel und dämpfen Geräusche – egal wie schnell sich die Windenergieanlage dreht“, betont Illgen. Das ist ein Vorteil gegenüber aktuellen, passiven Dämpfungssystemen, die nur Geräusche bestimmter Frequenzen schlucken und daher auch nur bei bestimmten Drehzahlen funktionieren. Moderne Windräder aber variieren in Abhängigkeit von der Windgeschwindigkeit die Drehzahl, um eine optimale Stromausbeute zu erzielen.