14. Österreichisches Windsymposium24. bis 25. November 2020

Roboter inspiziert Windkraftanlagen

Das Material von Windkraftanlagen muss starken Kräften standhalten

© Fraunhofer IFF
 © Fraunhofer IFF

Gibt es Schäden an den Rotorblättern? Ein neuer Roboter überprüft die Anlagen genauer, als ein Mensch es könnte. Er erfasst jeden noch so kleinen Schaden – sogar unterhalb der Oberfläche.

Er kommt zuverlässig und er kommt allein. Flink und schnell zieht er sich am Seil nach oben. Meter für Meter, bis er die riesigen Rotorblätter der Windkraftanlage erreicht hat. Dann macht er sich an die Arbeit. Jeden Zentimeter Fläche auf den Rotorblättern nimmt er gründlich ins Visier, nichts entgeht ihm. Jeden Riss, jede Delamination im Material registriert er und leitet deren genaue Positionen weiter. Bei diesem Job ist er dem Menschen überlegen: der Roboter.

Die Forscher am Fraunhofer-Institut für Fabrikbetrieb und -automatisierung IFF sind Experten in Sachen Roboter – egal ob für die Fassadenreinigung, die Inspektion von Abwasserkanälen oder als Assistenz des Menschen. Ihr neuester Helfer: RIWEA, der Prüfroboter für Rotorblätter von Windkraftanlagen. Die hauptsächlich aus glasfaserverstärktem Kunststoff hergestellten Rotorblätter müssen viel aushalten – Wind, Trägheitskräfte, Erosion. Bisher überprüfen Menschen die Windkraftanlagen regelmäßig. Kein leichtes Unterfangen, schließlich müssen die Techniker in luftiger Höhe große Flächen unter die Lupe nehmen – bis zu 60 Meter lang kann ein Rotorblatt sein. »Unser Roboter ist nicht nur ein guter Kletterer«, sagt Dr. Norbert Elkmann, Projektleiter am IFF. »Er ist mit einer Reihe von modernen Sensorsystemen ausgestattet. Damit kann er die Rotorblätter genau überprüfen.« Sind Risse auf der Fläche? Sind die Klebeverbindungen und die Laminierungen in Ordnung? Ist die Verbindung zum zentralen Steg beschädigt?

Das Inspektionssystem besteht aus drei Teilen: Ein Infrarotstrahler leitet Wärme auf die Oberfläche der Rotorblätter, eine hochauflösende Wärmekamera nimmt die Temperaturmuster auf und registriert so Fehler im Material. Zusätzlich ist ein Ultraschallsystem mit an Bord sowie eine hochauflösende Kamera. So kann der Roboter auch Schäden feststellen, die dem menschlichen Auge verborgen geblieben wären. Ein speziell entwickeltes Trägersystem sorgt dafür, dass der Inspektionsroboter sicher und präzise entlang der Rotorblattfläche geführt wird. »Das ist eine hochkomplexe Bühne mit 16 Freiheitsgraden, die sich selbstständig an Seilen hochziehen kann«, erklärt Elkmann. Der Vorteil des Systems: Es kann an jeder Windkraftanlage seinen Dienst verrichten – egal ob groß oder klein, zu Land oder Off-Shore. Der Roboter liefert immer ein genaues Zustandsprotokoll der Rotorblätter, ohne Menschen in Gefahr zu bringen und ohne Schäden zu übersehen.

Quelle: Fraunhofer-Institut für Fabrikbetrieb und -automatisierung - IFF & oekonews

Derzeit gibt es noch keinen Referenz-Windpark, wo dieser Roboter im "Echteinsatz" ist.