Windräder: Sensoren warnen vor Eis

von Angela Schmid

Windräder können Eiszapfen im Winter so weit schleudern, dass diese zur Gefahr werden - Sensoren sollen rechtzeitig davor warnen.

Mit dem Winter kommt das Eis, und mit dem Eis kommen Probleme auf Windanlagen zu. Eiszapfen an Rotorblättern sind nämlich ein großes Problem. Und gar nicht so selten.

Steht die Windenergieanlage in einem Gewerbegebiet oder der Nähe von Straßen, können Menschen von herabfallenden Eiszapfen schwer verletzt werden. Bildet sich Eis, werden die Anlagen daher abgeschaltet. Dabei helfen Sensoren.

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Bei Bosch Rexroth sitzen sie nicht, wie sonst üblich, auf der Gondel, sondern direkt an den Rotorblättern. Eine ganz schöne Belastung, sind die Spitzen der Rotoren doch bis zu 60 Meter von der Gondel entfernt und rasen mit bis zu 250 km/h durch die Luft.

Trotzdem kann das System rund um die Uhr die Eigenschwingungen des Rotorblattes analysieren, die durch den Wind verursacht werden. Etwa alle zwei Minuten wird der Eisstatus angezeigt. Dabei werden Schwingungen beobachtet, da das durch Eis schwerere Rotorblatt langsamer schwingt. Abgeschaltet wird allerdings erst bei dickerem Eis, da dünne Eisplatten bei Abwurf in der Luft zerplatzen.

Bildet sich Eis auf den Rotorblättern, müssen Anlagen so lange still stehen, bis die Sensorik wieder grünes Licht gibt. Solche Vorgaben gibt es in Rheinland-Pfalz, aber auch in Österreich, der Schweiz oder in Skandinavien. Und wird sich nach Ansicht der Experten auch in anderen Bundesländern durchsetzen. Um lange Stillstandzeiten zu vermeiden, muss der Betreiber den Zustand der Blätter immer Blick haben.

Unterschiedliche Firmen, unterschiedliche SensorenJedes Unternehmen geht dabei seinen eigenen Weg. Die Leine-Linde Systems GmbH hat die Sensoren etwa oberhalb der Gondel am Wettermast angebracht, nicht am Blatt. Gemessen werden meteorologische Größen, um bereits bei einer Gefahr von Eis zu warnen. „Wir gehen den Weg, dass sich Eis erst gar nicht festsetzt und die Anlage rechtzeitig stoppt“, erklärt Sales Manager Jürgen Millhoff.

Das hat den Vorteil, dass die Windmühle sofort wieder angeschaltet werden kann, wenn die Temperaturen nach oben klettern. Lange zu warten, bis die Rotorblätter eisfrei sind, braucht der Betreiber nicht. Das macht sich nach Angaben von Millhoff auch finanziell bemerkbar - eine Abschaltung in einem Windpark kann schnell im fünfstelligen Kostenbereich liegen.

Die fos4X setzt auf eine Überwachung direkt an der Rotorblattspitze. Allerdings mit faseroptischen Sensoren, die Temperatur und Dehnung anhand der sich ändernden reflektierten Wellenlänge registrieren. Eis kann bei einem Gewicht von zehn Kilo auf dem letzten Drittel erkannt werden.

Hört sich viel an. Ist es aber gar nicht: „Es sind nur wenige Millimeter“, erklärt Marketingmanager Stefan Eichhorn. „Wir versuchen, so präzise wie möglich, Eis zu erkennen.“ Da die Sensoren keine elektrischen Bauteile beinhalten, können sie direkt im Rotorblatt verbaut werden, ohne dass die Gefahr besteht, dass sie einen Blitz anziehen. Zudem funktionieren sie während der gesamten Lebensdauer der Windenergieanlage. Im Gegenteil zu den mechanischen Konkurrenten.

Die Nachfrage, so Eichhorn, sei extrem hoch. Sicherheit sei den Betreibern extrem wichtig. Aber auch Behörden würden ihre Anforderungen immer weiter nach oben schrauben.

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