Instandhaltung von Rotorblättern: Vorderkantenerosion, Blitzschutz und Inspektion am Seil

Was Vorderkantenerosion ist

Die Vorderkante ist die Kante des Rotorblatts, die die Luft "schneidet". Sie ist auch der Teil, der Regen, Hagel, Staub und Insekten frontal abbekommt. Weil sich die Blattspitze sehr schnell bewegt, trifft jeder Wassertropfen mit Wucht auf die Oberfläche. Millionenfach wiederholt, trägt dieser Aufprall zuerst die Schutzbeschichtung ab, dann die Spachtelschicht und schließlich das Laminat.

Die Internationale Energieagentur hat bei einem Fachtreffen ihres Windenergieprogramms die Vorderkantenerosion als den wichtigsten Faktor benannt, der mit der Zeit die Lebensdauer der Rotorblätter und den Energieertrag verringert, und festgehalten, dass das Phänomen noch nicht vollständig verstanden ist. Dem Thema sind eigene Symposien gewidmet, etwa die, die DTU Wind jedes Jahr veranstaltet.

Warum das wichtig ist

Eine raue Vorderkante oder eine mit herausgebrochenem Material verändert das aerodynamische Profil des Blatts: Die Anlage erzeugt bei gleichem Wind weniger. Und der Verschleiß bleibt nicht stehen. Eine oberflächliche Erosion, die nicht behandelt wird, öffnet dem Wasser den Weg und kann bis ins Laminat reichen, und dann wird die Reparatur größer.

Deshalb ist es sinnvoll, regelmäßig zu inspizieren und früh zu reparieren, solange der Schaden noch in der Beschichtung liegt.

Das Blitzschutzsystem (LPS)

Windenergieanlagen sind hohe, frei stehende Bauwerke, oft auf Bergkämmen. Sie werden vom Blitz getroffen. Das Rotorblatt hat ein eigenes System, das den Blitzstrom zur Erde ableitet, ohne das Blatt zu beschädigen: Rezeptoren an der Blattoberfläche, verbunden mit einem innen liegenden Ableiter, der bis zur Blattwurzel führt.

Die maßgebliche Norm ist die IEC 61400-24, die den Blitzschutz von Windenergieanlagen einschließlich der Rotorblätter behandelt sowie die Verfahren, mit denen nachgewiesen wird, dass der Schutz die Anforderungen erfüllt. Bei der Inspektion am Seil prüfen wir die von außen erreichbaren Rezeptoren: ob sie vorhanden sind, ob sie Einschlag- oder Brandspuren zeigen und ob das umgebende Material beschädigt ist. Elektrische Messungen und Abnahmekriterien folgen den Verfahren des Herstellers und des Betreibers.

Wie ein Rotorblatt am Seil inspiziert wird

Der Ablauf ist immer derselbe und beginnt lange, bevor jemand die Gondel verlässt:

• Vorbereitung: Verfahren des Betreibers, Arbeitsfreigabe, festgelegte Grenzwerte für Wind und Wetter, Rettungsplan und Rettungsausrüstung vor Ort.
• Stillsetzen und Arretieren: Die Anlage wird nach den Verfahren des Herstellers und des Betreibers stillgesetzt und der Rotor arretiert, mit dem zu prüfenden Blatt nach unten ausgerichtet.
• Zugang: Das Team schlägt sich an den vorgesehenen Punkten der Gondel an und seilt sich am Blatt entlang ab, mit zwei Seilen pro Techniker.
• Inspektion: aus nächster Nähe, entlang der Vorderkante, der Oberflächen, der Hinterkante und der Rezeptoren, mit Fotos und Position jedes Schadens.
• Bericht: Jeder Schaden wird mit Position am Blatt, ungefährer Größe und Foto dokumentiert, damit der Betreiber entscheiden kann, was wann repariert wird.

Und die Reparatur

Wenn sich der Schaden vor Ort reparieren lässt, geschieht das vom selben Zugang aus: Reinigung, Entfernen des geschädigten Materials, Untergrundvorbereitung, Spachteln und Aufbringen des Vorderkantenschutzes. Materialien und Verfahren sind die, die der Blatthersteller oder der Betreiber vorgibt, und viele Produkte härten nur innerhalb bestimmter Temperatur- und Feuchtigkeitsgrenzen richtig aus. Deshalb bestimmt das Wetter den Zeitplan.

Größere strukturelle Schäden, etwa tiefe Risse im Laminat, gehen über eine einfache Reparatur hinaus und werden nach den Vorgaben des Herstellers behandelt.

Seile, Arbeitsbühnen und Roboter

Heute gibt es drei Wege zum Rotorblatt: Industriekletterer, spezielle hängende Arbeitsbühnen für Rotorblätter und zunehmend Inspektionsroboter und Drohnen. Drohnen sind für eine erste Sichtung vom Boden aus nützlich, und es gibt Projekte wie Leading Edge Repair in Dänemark, die Reparaturroboter entwickeln. Aber um einen Schaden aus der Nähe zu sehen, ihn zu berühren und zu reparieren, braucht es weiterhin jemanden direkt am Blatt. Die Seilzugangstechnik leistet das ohne Großkran und ohne Arbeitsbühne im Windpark.

Bevor Sie uns mit einer Inspektion beauftragen

• Nennen Sie das Anlagenmodell, die Zahl der zu prüfenden Anlagen und die Zufahrt zum Windpark.
• Schicken Sie uns Berichte früherer Inspektionen, falls vorhanden.
• Teilen Sie uns die Verfahren des Betreibers für Stillsetzen, Arretieren und Arbeiten in der Höhe mit.

Damit erstellen wir den Arbeits- und Rettungsplan und stimmen die Wetterfenster ab.