Innovatives System entfernt Eis von Rotorblättern an Windkraftanlagen
Aktive Lösungen für das Rotorblatt mit Enteisung durch dünne Folien elektrischer Widerstände oder Zirkulieren von Heißluft innerhalb des Blatts, die elektrothermische Impuls-Enteisung (Pulse Electro-Thermal De-Icing) oder das Electro-Expulsive-Separation-System sind ineffizient oder stehen dem Markt nicht zur Verfügung. Vielmehr fordern die Hersteller Rotorblattenteisungslösungen mit sehr geringem Energieverbrauch. Resultate früherer Arbeiten zu Hubschrauberblättern zeigten, dass niederfrequente Schwingungen eine Vereisung, außer an den Anströmkanten, hochwirksam verhindern können. Auf Grundlage dieser Ergebnisse wollten die Forscher des von der EU finanzierten Projekts DEICE-UT(öffnet in neuem Fenster) (Wind turbine blade Anti / De-icing, combined Ultrasonic guided wave and vibration system) die Einschränkungen in Hinsicht auf Schutz vor Vereisung/Enteisung von Rotorblättern für Windkraftanlagen überwinden, indem man zwei Technologien vereint. Diese setzen auf kostengünstige Komponenten, die relativ wenig Energie brauchen und über das Potenzial verfügen, bei Temperaturen bis zu -20 ° C sowohl für Vereisungsschutz als auch für Enteisung zu sorgen. Die beiden Technologien sind niederfrequente Schwingung (Low-Frequency Vibrations) zur Entfernung von Eis, das sich vermehrt an ebenen Oberflächen anlagert, und geführte Ultraschallwellen (Guided Ultrasonic Waves), um angesammeltes Eis von den Anströmkanten zu entfernen. Ein Niedertemperatur-Impulsempfänger und eine Schüttler-Leistungssteuereinheit wurden erfolgreich in ein durch das DEICE-UT-System bestimmte System integriert. Um die neu entwickelte Technologie und die Leistungsfähigkeit des Systems zu nachzuweisen, wurde bei MIRA in einer Umweltprüfkammer eine Testkampagne durchgeführt. Zu diesem Zweck wurden zwei Typen von Teststücken hergestellt: ein Abschnitt einer maßstabsgetreuen Windkraftanlage (zur Validierung der niederfrequenten Schwingungen) und ein Modell im kleinen Maßstab (zur Validierung der Ultraschallwellen an der Anströmkante). Während dieser Testkampagne hatten die Forscher die Gelegenheit, das Leistungsverhalten des Systems für verschiedene Arten der Eisbildung zu überprüfen, wobei sich die Funktionsfähigkeit dieser beiden Technologien und die Leistungsfähigkeit des DEICE-UT-Systems bestätigten. Das System von DEICE-UT steigert die Zuverlässigkeit und den Energieertrag von Windkraftanlagen in kalten Klimazonen und reduziert gleichzeitig das Erfordernis, sie bei eisigem Wetter abschalten zu müssen. Auf diese Weise wird wiederum die Lebensdauer der Rotorblätter verlängert und die Einnahmeeinbußen werden minimiert.
Schlüsselbegriffe
Windkraftanlage, Vereisungsschutz, Enteisung, geführte Ultraschallwellen, niederfrequente Schwingung
