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Propeller-Heizung soll Ertrag von Windkraftwerken steigern

Propeller-Heizung soll Ertrag von Windkraftwerken steigern

Stuttgart. Weil die Gefahr der Vereisung der riesigen Rotorblätter bei Minusgraden zu hoch ist, werden Windkraftanlagen in kalten Regionen der Erde bisher nur sehr selten installiert.

Dabei wären in vielen dieser meist dünn besiedelten Regionen die Windverhältnisse günstig. Wenn die Rotorblätter allerdings bei Temperaturen unter dem Gefrierpunkt Eis ansetzen, verschlechtern sich ihre aerodynamischen Eigenschaften, die Turbinen liefern dann weniger elektrische Energie. Das größte Risiko liegt allerdings in der veränderten Lastverteilung durch die Eisschichten. Sie erzeugt Unwuchten, unter denen die Lebensdauer dieser Anlagen leidet.

Aus diesem Grund werden Windräder häufig abgeschaltet, sobald sich das erste Eis bildet. Das kann die Stromausbeute der Anlagen um 15 Prozent und mehr vermindern, so das Fraunhofer-Institut für Produktionstechnik und Automatisierung IPA in Stuttgart. Dessen Ingenieure entwickeln nun ein neues Enteisungssystem für Windkraftanlagen. Es besteht aus einer speziellen Beschichtung für Rotorblätter, in die Thermosensoren integriert sind. Sie messen permanent Temperatur und Feuchtigkeit der Oberfläche.

Auf welchen Stellen der Rotorblätter sich besonders häufig Eis bildet, haben die Ingenieure bereits in Computersimulationen ermittelt. Als neuralgische Punkte gelten danach die Blattkanten. Wenn die Sensoren an einer solche Stelle Eis signalisieren, schalten sie ein Heizelement ein. Diese Heizschicht besteht aus einem speziellen Kohlenstoff-Material und ist nur Bruchteile eines Millimeters dick, so das Fraunhofer-Institut. Die Technik könne im Prinzip auch in der Luftfahrt verwendet werden um die Tragflächen von Flugzeugen vom Eis zu befreien.