Drohnen zur Verhinderung von Eisbildung an Windkraftanlagen

Forscher des Fraunhofer-Instituts für Fertigungstechnik und Angewandte Materialforschung (IFAM) und des Fraunhofer-Instituts für Produktionstechnik und Automatisierung (IPA) haben ein innovatives System entwickelt, um das Vereisen der Rotorblätter von Windkraftanlagen zu verhindern. Das Projekt mit dem Namen TURBO (Temporäre Beschichtung mittels Drohnen) könnte das Problem der vereisten Windkraftanlagen effektiv und kostengünstig lösen.

Vereiste Windkraftanlagen sind ein Ärgernis für Betreiber, da sie oft abgeschaltet werden müssen, um sie von Eis zu befreien. Dies führt zu erheblichen finanziellen Einbußen. Es gibt bereits Enteisungssysteme wie Heizmatten oder Pumpsysteme, die warme Luft in die Rotorblätter leiten, aber diese sind äußerst kostenintensiv. Die Enteisung per Hubschrauber ist auch eine Möglichkeit, aber ebenfalls teuer.

Als kostengünstige Alternative haben die Forscher des Fraunhofer-Instituts eine spezielle Spritzvorrichtung für Drohnen entwickelt, die zusammen mit einer speziellen Beschichtungsflüssigkeit verwendet werden kann. Diese Flüssigkeit bietet einen langanhaltenden Schutz vor Vereisung über mehrere Wochen. Zusätzlich haben sie eine umweltfreundliche Beschichtungsflüssigkeit entwickelt, die aus Harnstoff und Wachs besteht und über ausgezeichnete Haftungseigenschaften verfügt.

Um die Wirksamkeit der Beschichtung zu testen, haben die Forscher eine spezielle Enteisungskammer verwendet und nachgewiesen, dass die aufgetragene Beschichtung die Bildung von Reif verhindert. Anschließend entwickelten sie ein Applikationsgerät, das die Beschichtungsflüssigkeit mithilfe einer Pumpe durch eine Lanze mit einer Düse von nur 0,3 Millimeter Durchmesser und hohem Druck versprüht. Das System funktioniert ohne Zugabe von Luft und ermöglicht eine präzise Aufbringung der Flüssigkeit mit Tröpfchen von 100 Mikrometern Durchmesser auf die Rotorblattkanten, selbst bei Windgeschwindigkeiten von bis zu 35 km/h. Dadurch sind die Rotorblätter weitgehend vor dem Auftreten von Eis geschützt.

Die Effektivität der Beschichtung hängt von den vorherrschenden Wetterbedingungen ab, die die Dauer des Schutzes beeinflussen. Durch Simulationen konnten die Forscher des Fraunhofer-Instituts die ideale Zusammensetzung der Flüssigkeit sowie das optimale Sprühsystem ermitteln. Auf diese Weise waren sie in der Lage, den erforderlichen Druck, die Zerstäubung und die Tröpfchengröße im Voraus zu bestimmen, um eine optimale Haftung zu gewährleisten.

Das TURBO-Projekt bietet eine vielversprechende Lösung für das Problem der Vereisung von Windkraftanlagen. Die kostengünstige und effektive Beschichtungstechnologie, die mithilfe von Drohnen appliziert wird, könnte dazu beitragen, die Produktionsausfälle und finanziellen Verluste der Betreiber zu reduzieren. Die Forscher arbeiten bereits daran, das System weiter zu optimieren und hoffen, dass die Technologie in naher Zukunft in der Praxis eingesetzt werden kann.

Schlagwörter: Vereisungsschutz + Drohnenbeschichtung + Umweltverträgliche Enteisung

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  • 7. Dezember 2023