Rotorblätter nehmen vor allem bei Orkanen Schaden - das kann man sich zwar denken. Aber ein holländisches Forschungsprojekt hat sie quantifiziert und ein Vorbeugungsinstrument erstellt.

 

Wenn nur ein stürmischer Wind mit mehr als 63 Kilometern pro Stunde bläst und es aus Kübeln schüttet, dann werden Regentropfen zu Geschossen. Treffen sie auf die ohnehin schon sonderbeschichteten Rotorblätter von Offshore-Windenergieanlagen, die sich ihrerseits mit bis zu 325 Kilometer pro Stunde drehen, dann schießen die Regentropfen Löcher in die Beschichtungen, in die Coatings.

Das nennt sich Leading Edge Erosion (LEE). Die Coatings müssen schneller erneuert werden, das bedeutet auf See wochenlangen und Millionen Euro teuren Stillstand der Windenergieanlage, bis die Servicetechniker zur Reparatur kommen.

Einjähriger Test

Holländische Wissenschaftler und Praktiker haben nun in einem einjährigen Test herausgefunden, dass etwa 30 Prozent dieser Erosion in nur zwölf Stunden davon oder 1,3 Promille der Zeit verursacht wurden, eben, wenn mindestens stürmischer Wind mit einer Regenschüttung von mehr als 7,5 Millimeter pro Stunde wehte.

Sie maßen an einigen Standorten von Windenergieanlagen in der holländischen Nordsee (offshore), an der Küste (nearshore) und am IJsselmeer (onshore) nicht nur den Niederschlag, sondern auch die Größe der Regentropfen mithilfe von Disdrometern. Je größeres Kaliber die Tropfen haben, desto größer ist die Erosion. Die Regendaten verschnitten die Forscher mit einer Wettersimulation und einem Wettermodell des Unternehmens Whiffle.

Erosionsatlas entwickelt

Herausgekommen ist ein Erosionsatlas, der Windpark-Betreibern in der Nordsee Empfehlungen gibt, wann im Jahr sie ihre Windparks besser aus dem Wind drehen. Atlas und Projekt nennen sich „Precipitation Atlas for Offshore Wind Blade Erosion Support System“ (Prowess).

Die Windpark-Betreiber Eneco, Shell und Equinor steuerten als Konsorten Wartungs- und Instandsetzungsdaten bei. Das Forschungskonsortium wurde geleitet von TNO, einer holländischen Einrichtung der angewandten Wissenschaft.

Bei Prowess kam auch heraus, dass aufgrund der stärkeren Unwetter die Rotorblatt-Erosion offshore zweimal so schnell ist wie onshore und im Nordosten der Nordsee die Beschichtungen 20 Prozent schneller erodierten als im Südwesten.

Mit dem neuen Erosionsatlas können Windpark-Betreiber nach Aussage von Harald van de Milje Meijer, Senior Consultant Windenergie bei TNO, „jetzt proaktiv die Turbinengeschwindigkeiten drosseln, um schwere Schäden zu vermeiden. Indem besser vorhergesagt wird, wann die Geschwindigkeiten zu drosseln sind, lässt sich Schäden effizienter vorbeugen.“

Eine Zusammenfassung des Forschungsprojekts Prowess und die Studie finden Sie seit 19. März auf einer Seite von TNO.