Meeresklima in der Kammer

In einer Testkammer lassen sich die Belastungen simulieren, denen Offshore-Windräder ausgesetzt sind.

Die Ozeane sind eine raue Umgebung für Windenergieanlagen. Dort müssen die Windräder den Belastungen von Wellen, Salznebel und intensiver UV-Strahlung im Sommer widerstehen. Um der Frage nachzugehen, wie zerstörerisch diese Umweltbedingungen im Zusammenspiel wirken, haben Forscher am Fraunhofer-Institut für Windenergie und Energiesystemtechnik IWES in Bremerhaven eine Klimakammer entwickelt, in der Teile von Offshore-Windenergieanlagen geprüft werden können. Seit März ist die Anlage in Betrieb und Hersteller können dort verschiedene Materialien testen lassen.

In der Testkammer werden das Meeresklima und die mechanischen Belastungen durch Wind und Wellenschlag simuliert und kombiniert. So versprüht die Anlage Salznebel, bestrahlt die Proben mit UV-Licht und schreckt beim „Schwalltest“ die Bleche und die Kunststoffe mit einem kalten Wasserstrahl ab, was den Wellenschlag simuliert. Darüber hinaus lässt sich die Kammer von - 30 bis + 100 Grad Celsius bei einer relativen Luftfeuchte von 10 bis 95 Prozent temperieren. Zur Simulation der mechanischen Belastung werden die Materialproben zwischen zwei Stahlbacken eingespannt, die die Proben hin und her biegen.

Abb.: In der Klimakammer lassen sich die Auswirkungen verschiedender Umwelteinflüsse auf Teile von Offshore-Bauwerken testen. (Bild: Fraunhofer IWES)

Durch die Kombinationsprüfung lässt sich erstmals feststellen, auf Grund welcher Kräfte oder Umweltbedingungen und nach welcher Belastungsdauer ein Bauteil versagt. Dazu werden die verschiedenen Faktoren unterschiedlich kombiniert, um die Ursache einer Schädigung einzugrenzen. Überwacht werden die Tests unter anderem von auf den Bauteilen aufgebrachten Sensoren, wie beispielsweise Dehnungs-Messstreifen, die „spüren“, wenn das Material Risse bekommt.

Neben der Prüfung der Materialproben werden die Sensoren in der Kammer auch selbst getestet, da auch sie den Bedingungen auf See standhalten müssen. Künftig sollen Offshore-Windräder nämlich zunehmend mit Sensoren ausgestattet werden, so dass vom Festland aus der Zustand der Windenergieanlagen überwacht werden kann. Dafür sind robuste Sensoren besonders wichtig.

Fraunhofer IWES / MH