Die Schwingungsanalyse spielt eine wichtige Rolle, wenn Windkraftanlagen entwickelt und gewartet werden. „Windräder schwingen auch bei normalen Windgeschwindigkeiten bis zu einen Meter mit. Eine große Belastung für das Material, die zu Schäden und im schlimmsten Fall zum Ausfall der Anlage führen kann“, sagt Ilja Kaufmann aus der Abteilung Optronik des Institus für Optronik, Systemtechnik und Bildauswertung IOSB im deutschen Ettlingen. Bisher war die Messung nur punktuellmit Hilfe von Sensoren, die in Turm und Rotorblättern eingebaut sind, direkt an der Anlage möglich.
Das vom IOSB entwickelte System „VibroTrack“ macht die Schwingungsanalyse umfassend und aus mehreren hundert Metern Entfernung möglich. Ein Laser, der auf die Anlage gerichtet ist, misst die Schwingungen auf beliebigen Stellen der Oberfläche. Damit das auch auf den beweglichen Bauteilen wie den Rotorblättern geschehen kann, führt der Laser deren Bewegung automatisch nach.
Dafür ist ein IT-basiertes Trackingsystem mit Kamera und Laser verknüpft, die auf einem Schwenkneigekopf montiert sind, damit sie den Bewegungen der Rotorblätter folgen können. Die Kamera macht Aufnahmen der Anlage und leitet sie an eine Software weiter, die die Bilder verarbeitet und aus den Daten ein virtuelles Modell der Flügel erstellt. Mit Hilfe dieser Informationen wird der Schwenkneigekopf so angesteuert, dass der Laser den Rotorblättern folgt. Gleichzeitig sammelt die Kamera Daten über die exakte Position des etwa zwei bis drei Zentimeter großen Laserpunkts auf dem Rotorblatt, um diesen auf den drehenden Flügeln zu stabilisieren.
So lassen sich beliebig viele Punkte der Anlage im laufenden Betrieb scannen – auch aus großer Entfernung. Das kompakte System ist mobil und kann mit einem Fahrzeug an die gewünschte Stelle gebracht werden. Wegen der hohen Reichweite lassen sich sogar Offshoreanlagen von einem Schiff aus untersuchen. Kaufmann: „Betreiber können unsere Technologie nutzen und ihre Anlagen bewerten. Wir liefern Entscheidungshilfe bei Fragen wie: Ist sie so gut in Schuss, dass ich sie weiterbetreiben kann, verkaufe ich sie oder baue ich eine neue an derselben Stelle.“
