Hochschule Ruhr West / iQbis Materialfehler im Inneren von Rotorblättern finden

Ein neuartiges Inspektionssystem soll Aufschluss über Materialfehler im Inneren von Rotorblättern geben.
Ein neuartiges Inspektionssystem soll Aufschluss über Materialfehler im Inneren von Rotorblättern geben.

Eine Drohne, eine Wärmebildkamera und clevere Algorithmen, die aus der IR-Bilderflut ein detailliertes Bild von Materialfehlern erzeugen. Das sind die Bestandteile eines neuartigen, (teil-)automatischen Erfassungs- und Auswertesystems zur Identifikation von Fehlern im Inneren von Rotorblättern.

Windkraftanlagen unterliegen heftigen Umgebungsbedingungen. Wird das Material schwach, kann es zu Anlagenausfällen, aber auch zu Unfällen kommen, etwa wenn ein Teil eines Rotorblattes zu Boden fällt. 

Bisherige Inspektionen durch »Inaugenscheinnahme« reichen nicht aus, um dies zu verhindern. Bei solchen Inspektionen seilen sich einmal jährlich Höhenkletterer ab, prüfen die Oberfläche der Rotorblätter durch Abklopfen und schließen aus Unregelmäßigkeiten der Geräusche auf innere Schäden. Ein unsicheres und kostspieliges Verfahren, steht die gesamte Anlage doch für zwei, drei Tage still.

Bessere Ergebnisse erzielt die thermografische Analyse…

…der Materialstruktur. Erste Ansätze hierzu sind von verschiedenen Anbietern getestet worden, ohne dass die Ergebnisse zufriedenstellend sind. Eine Oberflächenanalyse lässt keine Rückschlüsse auf Probleme im Inneren des Flügels zu. 

»Hier setzt unser Projekt an«,…

…erklärt Projektleiter Prof. Dr. Uwe Handmann von der Hochschule Ruhr West. »Gemeinsam mit drei wissenschaftlichen Mitarbeitern und dem Wirtschaftspartner iQbis wollen wir Möglichkeiten ausloten, um die Innenstruktur mithilfe thermografischer Aufnahmen sicher zu interpretieren und eine technische Lösung entwickeln, um Problemstellen frühzeitig zu identifizieren. Ziel ist eine sichere und wirtschaftlich vertretbare Verarbeitung der dabei entstehenden Daten.«

Im Klartext heißt das:…

…Handmanns Mitarbeiter testen mit iQbis ihr Verfahren in einem Windpark in Nordrhein-Westfalen. Dort stehen für einige Stunden die Windräder still. Eine Drohne, an der eine Wärmebildkamera befestigt ist, fliegt die Rotorblätter entlang und nimmt abschnittweise unzählige Bilder auf.

Im Büro am HRW Campus Bottrop werden diese zahlreichen Bilder gespeichert, zusammengefügt, nachbearbeitet und sortiert. Erst am Ende entsteht so das Bild eines Rotorblattes. Diese Bilder und zugehörige Daten können dann von Sachverständigen ausgewertet werden. Sie stellen fest, ob überhaupt und wo genau welche Materialschäden sich im Inneren des Rotorblattes verbergen. 

»Damit wir diese unzähligen Bilder nicht manuell ablegen,…

…bearbeiten und zusammenführen müssen, entwickeln wir ein teil-automatisiertes System, um die Bilddaten zu verarbeiten«, erläutert Projektmitarbeiter Christoph Nieß. Am Ende sollen Materialfehler auf dem Bild deutlich erkennbar sein.