Ein Windpark auf hoher See: Durch Inspektion mit Thermographie lassen sich Kosten senken
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Wartungen von Windkraftanlagen eines Offshore-Windparks sind oft zeitaufwendig und kostenintensiv. Nach Schätzung des Bundesverbandes Windenergie betragen die Wartungskosten bei Anlagen im Meer bis zu 25 Prozent der Gesamtkosten.
Aber regelmäßige Inspektionen sind unerlässlich. Wird eine Beschädigung an einem Rotorblatt nicht rechtzeitig entdeckt und muss dieses dann ausgetauscht werden, drohen hohe Kosten. Es kann dauern, bis ein für die Montage erforderliches Spezialschiff zur Verfügung steht und die reparierte Anlage wieder ans Netz gehen kann. Die Energieunternehmen suchen daher nach kostengünstigen, praktikablen und sicheren Verfahren, um ihre Anlagen regelmäßig inspizieren und warten zu können. Je mehr Windparks vor den Küsten entstehen, desto größer wird der Bedarf.
Bei Wind und Wetter zerstörungsfrei prüfen
Die BAM hat im Rahmen des Projekts "Infrarot-Kameratechnologie zur berührungslosen Analyse von Rotorblättern unter Hoch-See-Bedingungen - IKARUS" thermografische Untersuchungen an Windkraftanlagen durchgeführt. Thermografie ist ein berührungsloses und bildgebendes Verfahren, das bereits vom Fraunhofer-Institut für Holzforschung, Wilhelm-Klauditz-Institut (WKI) an ruhenden Rotorblättern an Land erprobt wurde. Dabei werden geringe Temperaturunterschiede an den Rotorblattflächen mit einer Infrarot-Kamera erfasst. Solche Temperaturunterschiede, die so genannten thermischen Kontraste, können Hinweise auf innere Defekte im Rotorblatt geben. Thermische Kontraste können unter verschiedenen Wetterbedingungen entstehen und für Inspektionszwecke genutzt werden. Während des Projektes wurden erstmals auch systematische Untersuchungen zum Einfluss von Wetterbedingungen auf die thermischen Kontraste durchgeführt.
Eine Aufnahme einer Windenergieanlage und das entsprechende Thermogramm im Vergleich Quelle: BAM
Zuverlässigkeit der Inspektionsmethode
Als Inspektionsmethode kann das Verfahren vom Boden, vom Wasser, aber auch von der Luft aus eingesetzt werden. Der Einsatz von Industriekletterern oder Hubbühnen dürfte sich dadurch in Zukunft drastisch reduziert lassen. Allerdings kann dieses Verfahren nur bei bestimmten Wetterbedingungen funktionieren. Diese gilt es zu beschreiben. Hierzu haben die BAM und der Projektpartner WKI ein neues Forschungsprojekt gestartet, in dem eine oder mehrere Windkraftanlagen über einen längeren Zeitraum systematisch beobachtet werden. Zusätzlich soll eine Prognose-Software entwickelt werden, die es erlaubt, Messeinsätze unter Berücksichtigung der Wetterdaten zu planen. Ein mögliches Szenario: Für einen Offshore-Windpark sind mehrere Versorgungsflüge mit einem Hubschrauber geplant. Die Prognose anhand der Wettervorhersage ergibt ein mögliches Einsatzfenster für die thermografische Inspektion zwischen 10 und 12 Uhr vormittags an zwei Tagen. Der Hubschrauber kann dann mit einer Infrarot-Kamera bestückt werden. Die Flugplanung wird entsprechend angepasst, so dass vor dem Rückflug fünf ruhende Windkraftanlagen entlang einer vorgegebenen Route von mehreren Seiten aus abgeflogen werden. Die Auswertung erfolgt nach dem Flugeinsatz.
Die BAM trägt mit diesem Projekt, zusammen mit dem WKI und den beiden Industriepartnern, zur Sicherheit und Betriebsfähigkeit von Offshore-Windkraftanlagen bei. Windkraftanlagen sind ein wesentlicher Beitrag zur Energiewende.