Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Nordseeklima auf Knopfdruck

14.03.2011
Mit einer neuen Testkammer kann jetzt erstmals im Labor simuliert werden, wie das raue Meeresklima und die mechanischen Belastungen durch Wind und Wellenschlag Offshore-Windenergieanlagen schädigen.

Seit März können Hersteller in der Kammer Materialien umfassend testen lassen. Auf der Hannover-Messe stellen Fraunhofer-Forscher die Anlage vom 4. bis zum 8. April 2011 erstmals der Öffentlichkeit vor.


In der Klimakammer lassen sich Teile von Offshore-Bauwerken umfassend testen. (© Fraunhofer IWES)

Die Ozeane sind eine raue Umgebung für Windenergieanlagen. Wellen schlagen gegen den Turm, Salznebel legt sich auf Gondel und Rotorblatt. Vor allem im Sommer kommt intensive UV-Strahlung hinzu. Bislang weiß niemand, wie gut die Windräder die vorgesehenen 20 Jahre Dienstzeit überstehen werden – denn solchen Belastungen wie im Meer mussten Windenergieanlagen noch an keinem anderen Ort auf der Welt widerstehen. Von Interesse ist vor allem die Frage, wie zerstörerisch all diese Umweltbedingungen im Zusammenspiel wirken.

Das Fraunhofer-Institut für Windenergie und Energiesystemtechnik IWES in Bremerhaven hat deshalb eine eigene Klimakammer entwickelt, in der sich Teile von Offshore-Bauwerken umfassend testen lassen. »Wir kombinieren darin das Umgebungsklima mit mechanischen Belastungen«, sagt Projektleiterin Leena Kruse. »Eine solche Kombination ist bisher einzigartig.« Die Forscher können in der Kammer Bleche, Faserverbundwerkstoffe und andere Materialien testen. Die Anlage ahmt alles nach, was dem Windrad auf See widerfährt. Sie versprüht Salznebel. Sie bestrahlt die Proben mit aggressivem UV-Licht.

Beim »Schwalltest« werden die Bleche und die Kunststoffe mit einem kalten Wasserstrahl abgeschreckt, was den Wellenschlag simuliert. Darüber hinaus lässt sich die Kammer von - 30 bis + 100 Grad Celsius bei einer relativen Luftfeuchte von 10 bis 95 Prozent temperieren.

Kombiniert prüfen

Die Materialproben werden zur Simulation der mechanischen Belastung zwischen zwei Stahlbacken eingespannt, die die Proben hin und her biegen. Ein Vorteil dieser Kombinationsprüfung ist, dass sich jetzt erstmals sehr genau feststellen lässt, durch welche Kräfte oder Umweltbedingungen ein Schaden entsteht. »Wir können verschiedene Faktoren beliebig kombinieren und damit die Ursachen sehr genau eingrenzen«, sagt Kruse.

Die Kammer wurde aus robustem Offshore-Stahl gefertigt, der den rauen Testbedingungen widersteht. Von der ersten Idee bis zur vollständigen Umsetzung im Betrieb dauerte es fast zwei Jahre. Herausgekommen ist ein widerstands- und leistungsfähiges Testinstrument – mit hydraulischen Antrieben, Ventilen, Wasserschläuchen und -düsen. Die Tests werden unter anderem von Sensoren überwacht, die auf die Bauteile aufgebracht werden – Dehnungs-Messstreifen zum Beispiel, die spüren, wenn das Material Risse bekommt. Die Messwerte der Sensoren werden zu einem mannshohen Steuerschrank geleitet, an dem die Techniker exakt die Test-Bedingungen vorwählen und zugleich die Sensordaten auswerten. So lässt sich ermitteln, bei welchen Bedingungen und in welcher Sekunde ein Bauteil versagt, und auch, wann ein Sensor seinen Dienst quittiert.

Sensoren überwachen Testlauf

Die Sensoren erfüllen einen doppelten Zweck. Zum einen überwachen sie den Testlauf. Zum anderen werden sie in der Klimakammer selbst getestet. Künftig sollen Offshore-Windräder zunehmend mit Sensoren ausgestattet werden, so dass vom Festland aus der Zustand der Windenergieanlagen überwacht werden kann. Dafür sind robuste Sensoren besonders wichtig. Die Kammer erfüllt DIN- und ISO-Normen. Letztlich leistet sie aber deutlich mehr, denn bislang gibt es noch keine Normen oder Vorschriften für Anlagen, die Klimatests und mechanische Lasten gleichzeitig simulieren. Seit Anfang März ist die Anlage in Betrieb. Das IWES wird darin künftig insbesondere Tests im Auftrag von Offshore-Herstellern durchführen.

Auf der Hannover Messe stellt das IWES die neue Prüfkammer vor. Auf dem Gemeinschaftsstand in Halle 27, Stand H24 sind darüber hinaus noch weitere aktuelle Forschungsergbnisse des Fraunhofer-Netzwerks Windenergie zu sehen.

Leena Kruse | Fraunhofer-Institut
Weitere Informationen:
http://www.fraunhofer.de/presse/presseinformationen/2010-2011/15/nordseeklima-auf-knopfdruck.jsp

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Materialwissenschaften:

nachricht Fachhochschule Südwestfalen entwickelt innovative Zinklamellenbeschichtung
13.07.2018 | Fachhochschule Südwestfalen

nachricht 3D-Druck: Stützstrukturen verhindern Schwingungen bei der Nachbearbeitung dünnwandiger Bauteile
12.07.2018 | Fraunhofer-Institut für Produktionstechnologie IPT

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Materialwissenschaften >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

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

Im Focus: Future electronic components to be printed like newspapers

A new manufacturing technique uses a process similar to newspaper printing to form smoother and more flexible metals for making ultrafast electronic devices.

The low-cost process, developed by Purdue University researchers, combines tools already used in industry for manufacturing metals on a large scale, but uses...

Im Focus: Rostocker Forscher entwickeln autonom fahrende Kräne

Industriepartner kommen aus sechs Ländern

Autonom fahrende, intelligente Kräne und Hebezeuge – dieser Ingenieurs-Traum könnte in den nächsten drei Jahren zur Wirklichkeit werden. Forscher aus dem...

Im Focus: Superscharfe Bilder von der neuen Adaptiven Optik des VLT

Das Very Large Telescope (VLT) der ESO hat das erste Licht mit einem neuen Modus Adaptiver Optik erreicht, die als Lasertomografie bezeichnet wird – und hat in diesem Rahmen bemerkenswert scharfe Testbilder vom Planeten Neptun, von Sternhaufen und anderen Objekten aufgenommen. Das bahnbrechende MUSE-Instrument kann ab sofort im sogenannten Narrow-Field-Modus mit dem adaptiven Optikmodul GALACSI diese neue Technik nutzen, um Turbulenzen in verschiedenen Höhen in der Erdatmosphäre zu korrigieren. Damit ist jetzt möglich, Bilder vom Erdboden im sichtbaren Licht aufzunehmen, die schärfer sind als die des NASA/ESA Hubble-Weltraumteleskops. Die Kombination aus exquisiter Bildschärfe und den spektroskopischen Fähigkeiten von MUSE wird es den Astronomen ermöglichen, die Eigenschaften astronomischer Objekte viel detaillierter als bisher zu untersuchen.

Das MUSE-Instrument (kurz für Multi Unit Spectroscopic Explorer) am Very Large Telescope (VLT) der ESO arbeitet mit einer adaptiven Optikeinheit namens GALACSI. Dabei kommt auch die Laser Guide Stars Facility, kurz ...

Im Focus: Diamant – ein unverzichtbarer Werkstoff der Fusionstechnologie

Forscher am KIT entwickeln Fenstereinheiten mit Diamantscheiben für Fusionsreaktoren – Neue Scheibe mit Rekorddurchmesser von 180 Millimetern

Klimafreundliche und fast unbegrenzte Energie aus dem Fusionskraftwerk – für dieses Ziel kooperieren Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler weltweit. Bislang...

Im Focus: Wiener Forscher finden vollkommen neues Konzept zur Messung von Quantenverschränkung

Quantenphysiker/innen der ÖAW entwickelten eine neuartige Methode für den Nachweis von hochdimensional verschränkten Quantensystemen. Diese ermöglicht mehr Effizienz, Sicherheit und eine weitaus geringere Fehleranfälligkeit gegenüber bisher gängigen Mess-Methoden, wie die Forscher/innen nun im Fachmagazin „Nature Physics“ berichten.

Die Vision einer vollständig abhörsicheren Übertragung von Information rückt dank der Verschränkung von Quantenteilchen immer mehr in Reichweite. Wird eine...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

Stadtklima verbessern, Energiemix optimieren, sauberes Trinkwasser bereitstellen

19.07.2018 | Veranstaltungen

Innovation – the name of the game

18.07.2018 | Veranstaltungen

Wie geht es unserer Ostsee? Ein aktueller Zustandsbericht

17.07.2018 | Veranstaltungen

VideoLinks
Wissenschaft & Forschung
Weitere VideoLinks im Überblick >>>
 
Aktuelle Beiträge

Die Gene sind nicht schuld

20.07.2018 | Medizin Gesundheit

Erwiesen: Mücken können tropisches Chikungunya-Virus auch bei niedrigen Temperaturen verbreiten

20.07.2018 | Biowissenschaften Chemie

Staus im Gehirn: FAU-Forscher identifizieren eine Ursache für Parkinson

20.07.2018 | Medizin Gesundheit

Weitere B2B-VideoLinks
IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics