Beim Betrieb von Windenergieanlagen bildet sich unter bestimmten Witterungsbedingungen Eis an den Rotorblättern. Da diese schweren Eisbrocken über hundert Meter weit abgeschleudert werden können und somit gefährlich sind, müssen die Anlagen bei erkannter Vereisung in jedem Fall abgeschaltet werden. Bis ein Wiederanfahren möglich ist, vergeht oft unnötig viel Zeit. Durch ein am LCM entwickeltes neues System können mit minimalem Aufwand Messungen zur Vereisung direkt an den Rotorblättern durchgeführt und somit unnötige Stillstände vermieden werden.
Dieses System basiert auf Radio Frequency Identification (RFID), einer seit Jahren erfolgreich in Industrie und Logistik eingesetzten Technologie. Dabei werden kleine, batterielose „Tags“ an vereisungsgefährdeten Stellen des Rotorblatts montiert und aus der Entfernung durch Radiowellen ausgelesen. Dies funktioniert normalerweise nur über geringe Distanzen und mit quasi-stationären Zielen. Durch die Auswahl spezieller Komponenten und Anpassungen in den Lesealgorithmen konnte das System so adaptiert werden, dass es für die bei Windenergieanlagen auftretenden Abstände von zehn bis 15 Metern zwischen Mast und Blatt und für Geschwindigkeiten über 200 km/h tauglich ist.
Die Tags werden an verschiedenen Blattpositionen – Vorder- und Rückseite, Blattkante – angebracht. Kommt es zu Eisansatz, wird das jeweils zum Auslesen benötigte Ultra-High-Frequency-Feld abgeschwächt. Damit lassen sich in Echtzeit Rückschlüsse über den Blattzustand an den jeweiligen Tag-Positionen ziehen. Und somit auch bestimmen, ob die Windenergieanlage wieder in Betrieb gehen kann.
Bisher konnten Kontrollen nur optisch erfolgen, was aufgrund der exponierten und schlecht erreichbaren Standorte oft schwierig und zeitaufwändig ist.
Der Prototyp dieses Eiserkennungssystems, das in enger Zusammenarbeit mit dem oberösterreichischen Industrieanlagenbauer Hainzl entwickelt wurde, ist seit vergangenen Winter in einem Windpark im niederösterreichischen Simonsfeld installiert. Noch heuer werden zusammen mit der Firma Hainzl weitere europäische Windenergieanlagen mit diesem System ausgestattet, um die Leistungsfähigkeit auch in Hinblick auf Eisdickenmessung zu testen.
Das Eiserkennungssystem, das innerhalb von neun Monaten von drei Mitarbeitern am LCM entwickelt wurde, ist inzwischen auch international patentiert.
This work has been [partially] supported by the Linz Center of Mechatronics (LCM) in the framework of the Austrian COMET-K2 programme.
