Noisy.Blade : Nutzung akustischer Signaturen der Rotorblätter von Windenergieanlagen zwecks Zustands- und Lärmüberwachung

Forschungsbericht

Zusammenfassung: Windenergie hat unter den erneuerbaren Energiequellen in Deutschland den größten Anteil an der Stromproduktion. Dabei sind Windenergieanlagen (WEA) enormen mechanischen Kräften und meteorologischen Einflüssen ausgesetzt, die sich fortlaufend in Abnutzungserscheinungen bemerkbar machen. Aufgrund der zu erwartenden Degradationen und Schäden unterliegen die Anlagen einer regelmäßigen wiederkehrenden Prüfung. Diese beinhaltet unter anderem Rotorblattinspektion, Blitzschutzprüfung, Schallemissionsmessung und Blattwinkelprüfung. Die Prüfung bedingt stets Kosten – in Form von Personalkosten – sowie dem Energieausfall, der sich durch das außer Betrieb setzen für die Prüfung ergibt. Weitere zu überwachende Größen im Betrieb sind Eisansatz zur Vermeidung von Eisabwurf an den Rotorblättern sowie die akustische Auswirkung auf die Umgebung um Schallemissionsgrenzwerte einzuhalten und die Akzeptanz bei der Bevölkerung sicherzustellen. Das Projekt Noisy.Blade adressiert die genannten Problemstellungen mit dem Ansatz einer kostengünstigen akustischen Überwachung des Anlagengeräuschs. Damit können gleichzeitig die akustischen Auswirkungen auf die Umgebung überwacht sowie Schäden am Rotorblatt durch eine Detektion von Änderungen des Strömungsgeräuschs erkannt werden. Für die Umsetzung wurden im ersten Schritt Monitoring-Einheiten mit Mikrofon, Komponenten zur Datenerfassung- und Speicherung sowie Schutzgehäuse konstruiert und gebaut. Diese wurden anschließend zur Langzeit-Datenerfassung an produzierenden WEA der assoziierten Partner installiert. Zusätzlich zu den Dauermessungen wurden Richtlinien-konforme und erweiterte Emissions- und Immissionsmessungen durchgeführt, um als Benchmark für die Messungen mit dem im Projekt entwickelten Noisy.Blade-System zu dienen. Die gespeicherten akustischen Daten wurden zusammen mit weiteren Daten wie Betriebsparameter der Anlage und Umweltparameter für die weitere Analyse aufbereitet und annotiert. Zur Erkennung der Geräuschänderung und deren Klassifikation bezüglich Schäden oder allgemein Änderungen an der Blatthülle wurden auf die vorverarbeiteten Daten verschiedene Methoden der Signalanalyse getestet und darauf basierend ein Statusindikator entwickelt. Im Projektzeitraum trat an einer WEA tatsächlich ein Blattschaden auf, welcher mit dem entwickelten Statusindikator erkannt wurde. Neben der Schadenserkennung wurde mit dem Noisy.Blade-System auch getestet, ob die gesamte Geräuschemission der Anlage qualitativ und quantitativ erfasst werden kann. Mit unabhängigen standardisierten Messungen wurden die Ergebnisse schließlich validiert und bewertet. Basierend auf diesem erfolgreichen Proof-of-Concept der Methode sind nun weitere Messkampagnen an unterschiedlichen Anlagen mit unterschiedlichen Fehlern und akustischen Charakteristiken notwendig um den Statusindikator für möglichst viele Fehler- und Anlagentypen zu optimieren. Das Projekt wurde von Wölfel Engineering GmbH + Co. KG bearbeitet mit freundlicher Unterstützung der assoziierten Partner Bürger-Energie Altertheim eG, Energiedienstleistungen Bals GmbH und MVV Windenergie GmbH. Die Deutsche Bundesstiftung Umwelt förderte diesen Vorhaben unter dem Aktenzeichen Az 37760/01

Object Details

• Location: Deutsche Nationalbibliothek Frankfurt am Main
• Extent: 1 Online-Ressource (17 Seiten)
• Language: Deutsch
• Notes: Illustrationen ; Literaturverzeichnis: Seite 17

Classification and Topics

• Keyword: Windkraftwerk ; Rotorblatt ; Windenergie ; Deutschland

Contributors, Places and Time

• Event: Veröffentlichung
• (where): Höchberg
• (who): Deutsche Bundesstiftung Umwelt
• (when): 2023
• Creator: Nuber, Andreas
• Contributor: Deutsche Bundesstiftung Umwelt ; Wölfel Engineering GmbH + Co. KG

Further information

• URN: urn:nbn:de:101:1-2408261159004.466955864056
• Rights: Der Zugriff auf das Objekt ist unbeschränkt möglich.
• Last update: 15.08.2025, 7:38 AM CEST