Lasergestützt
Fernvermessung von Windrädern
Ein Laser- und IT-gestütztes Auswertungssystem des Fraunhofer IOSB ermöglicht die präzise Messung von Schwingungen von Windkraftanlagen aus einer Entfernung von mehreren hundert Metern.
Die korrekte Analyse des Schwingungsverhaltens von Windkraftanlagen ist für einen sicheren Dauerbetrieb unerlässlich. Schon bei geringen Windgeschwindigkeiten schwingen sie um bis zu einem Meter mit und können im schlimmsten Fall Schaden nehmen. Die zur Schwingungskontrolle in Turm und Rotorblätter der Windräder eingebaute Sensorik registriert Schwingungen aber nur am spezifischen Ort der Sensoren. Ein umfassendes Schwingungsmuster der gesamten Anlage ist mit dieser Technologie nicht möglich.
Forscher des Fraunhofer IOSB haben sich dieses Problems angenommen. Auf der CeBIT in Hannover stellen sie ein technisches System vor, mit dem die Schwingungsanalyse umfassend für die gesamte Anlage und aus mehreren hundert Metern Entfernung funktioniert. Es besteht aus einem Laser, der auf die Anlage gerichtet ist und die Schwingungen auf beliebigen Stellen der Oberfläche messen kann. Damit das auch auf den beweglichen Bauteilen wie den Rotorblättern geschehen kann, führt der Laser automatisch deren Bewegung nach.
Das Trackingsystem der Forscher des Fraunhofer-Institut für Optronik, Systemtechnik und Bildauswertung (IOSB) nimmt mit Laser und Kamera die Schwingungsbewegungen der Rotorblätter auf und leitet die Bildaufnahmen an eine Bildverarbeitungssoftware weiter, die aus den Daten ein virtuelles Flügelmodell erstellt. Der Laser ist dann in der Lage den Rotorblättern der Anlage zu folgen. Gleichzeitig sammelt die Kamera Informationen über die exakte Position des etwa zwei bis drei Zentimeter großen Laserpunkts auf dem Rotorblatt, um dessen Ausrichtung auf den drehenden Flügeln zu stabilisieren. So lassen sich beliebig viele Punkte der Anlage im laufenden Betrieb scannen – auch aus großer Entfernung. In kurzer Zeit entstehen wesentlich umfassendere Analysen, als sie mit den fest verbauten Sensoren möglich sind.
Das mobile System eignet sich auch gut zur Überprüfung von schlecht zugänglichen Anlagen wie Offshore-Windrädern und liefert zuverlässig Aufschluss über den Zustand der überprüften Anlage. Auf der CeBIT in Halle 9, Stand E40 können Besucher einen Systemprototyp live vom 10. Bis 14. März 2014 erleben.
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