Luftaufnahme eines Offshore-Windparks

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.

Mit Wärme zerstörungsfrei prüfen

Die BAM entwickelt derzeit ein Verfahren, um Schäden zu identifizieren und damit riskante und zeitintensive Wartungsarbeiten auf hoher See zu minimieren. Dr. Rainer Krankenhagen aus dem Fachbereich Zerstörungsfreie Prüfung bei der BAM hat dazu thermografische Untersuchungen durchgeführt. Thermografie ist ein berührungsloses und bildgebendes Verfahren, das bereits vom Fraunhofer-Institut für Holzforschung an ruhenden Rotorblättern an Land erprobt wurde. Die BAM erweiterte diese Methode auf sich drehende Rotorblätter – die Inspektion im Vorbeiflug von einem Hubschrauber aus rückt damit in greifbare Nähe. Infrarot-Kameratechnologie zur berührungslosen Analyse von Rotorblättern unter Hoch-See-Bedingungen (IKARUS), so der Name des dazugehörigen Projektes. Das Verfahren, das auf dem direkten Vergleich der Rotorblätter miteinander beruht, wurde inzwischen patentiert.

Thermogramm einer Windenergieanlage. Deutliche sichtbare rote Stellen deuten auf höhere Temperaturen hin.

Eine Aufnahme einer Windenergieanlage und das entsprechende Thermogramm im Vergleich

Quelle: BAM

Kontrolle im Flug

Ein mögliches Szenario: Während ein Hubschrauber an einem Windpark vorbeifliegt, identifiziert und visualisiert eine Infrarotkamera an Bord minimale Temperaturunterschiede an den Oberflächen einzelner Rotorblätter. Sie entstehen durch normale Wettereinflüsse und den Wechsel von Tag und Nacht. Eine ungewöhnliche Wärmeverteilung ist ein Indiz dafür, dass etwas nicht in Ordnung ist. Zu etwa 80 Prozent sind dies unerkannte Herstellungsfehler wie fehlerhafte Verklebungen oder Hohlkörpereinschlüsse. „Ein Problem mangelnder Qualitätskontrolle, das schon bei der Produktion mit thermografischen Verfahren zu lösen wäre“, sagt Rainer Krankenhagen. Aber auch Verschleiß und externe Einflüsse wie Blitzeinschläge, Eisablagerungen oder Schäden beim Transport können die Ursache sein.

Erst wenn sich Unregelmäßigkeiten zeigen, die auf einen Schaden hindeuten, kommen Wartungstechniker zum Einsatz. Mit dem thermografischen Prüfverfahren der BAM lassen sich Windenergieanlagen so zukünftig effizienter und kostengünstiger warten. Damit trägt die BAM auch zur Sicherheit und Betriebsfähigkeit von Offshore-Windkraftanlagen bei, die einen wichtigen Eckpfeiler der Energiewende darstellen.