17. September 2019

Automatisierte Wartung in der Windenergie

Der Ausbau von Windenergieanlagen an Land stockt. Das liegt vor allem an zu wenig geeigneten Flächen und Protesten von Anwohnern. Eine Alternative sind Windenergieanlagen auf hoher See. Allerdings ist die Erzeugung von Offshore-Energie derzeit noch viel teurer als an Land. Das liegt u. a. an den höheren Wartungskosten. Forschende am Fraunhofer IKTS entwickelten ein Messsystem, dass an der Gründungsstruktur von Offshore-Anlagen fest installiert wird. Es überwacht die Struktur dauerhaft. Das reduziert die Kosten für Vor-Ort-Einsätze und senkt die Wartungskosten.

2018 kostete eine auf See erzeugte Kilowattstunde Windstrom mit durchschnittlich elf Cent fast doppelt so viel wie eine an Land generierte. Der Gesetzgeber fordert jedoch, dass mindestens 25 Prozent der Anlagen eines Windparks pro Jahr gewartet werden. So muss rechnerisch jede Windkraftanlage alle vier Jahre kontrolliert werden. Vor allem die Prüfung der metallenen Verankerungen am Meeresgrund, der sogenannten Gründungsstrukturen, ist aufwändig und gefährlich.

Für die Wartung müssen Techniker und Material mit Schiffen zur Anlage gebracht werden. Voraussetzung für den Transport und die notwendigen Unterwassereinsätze sind geeignete Wetterbedingungen. Sie egeben sich nur an wenigen Tagen im Jahr. Zudem sind die Kosten für Schiffsmiete und Taucheinsätze sehr hoch. Mit der Fraunhofer IKTS-Sensormanschette können diese Kosten signifikant reduziert werden.

Die Sensormanschette wird wie ein Ring direkt und dauerhaft an stark belasteten Bereichen von Gründungsstrukturen – beispielsweise Schweißnähten – angebracht. Damit beeinflusst von außen aufwachsendes Biomaterial die Messungen weit weniger. In die Manschette sind Sensoren integriert, die abwechselnd jeweils als Sensor oder Aktor agieren. Das heißt, sie sind in der Lage, spezielle Ultraschallwellen auszusenden oder zu empfangen. Durch das Reflektionsmuster dieser Wellen im Material lassen sich Schädigungen, wie Schweißnahtrisse, erkennen.

Erfahren Sie mehr in den Nachrichten des Fraunhofer IKTS über diese Art der Überwachung, die Sensormanschette, ihre robuste Sensorik und die Möglichkeiten der drahtlosen Datenübertragung .


Foto ©Fraunhofer IKTS: Sensormanschette mit kabelloser Kommunikation und Energieübertragung für die dauerhafte Überwachung von Offshore-Gründungsstrukturen.

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