Elektromagnetische Wellen als Diagnosewerkzeug

Windenergieanlagen gehören zu den am stärksten blitzgefährdeten Bauwerken überhaupt. Ihre exponierte Lage und beträchtliche Höhe machen sie zu bevorzugten Zielen für Blitzeinschläge. Ein funktionierendes Blitzschutzsystem ist daher nicht nur gesetzlich vorgeschrieben, sondern auch wirtschaftlich unverzichtbar: Ohne wirksamen Schutz drohen teure Schäden an der sensiblen Anlagentechnik und kostspielige Ausfallzeiten.

Doch wie lässt sich der Zustand eines Blitzschutzsystems zuverlässig überprüfen, ohne die Anlage aufwendig zu demontieren? Herkömmliche Prüfverfahren stoßen hier oft an ihre Grenzen. Eine innovative Messmethode auf Basis elektromagnetischer Wellen verspricht nun Abhilfe.

Das Problem mit konventionellen Prüfverfahren

Traditionelle Methoden zur Überprüfung von Blitzschutzsystemen in Windenergieanlagen sind häufig zeitaufwendig, invasiv und erfordern teilweise die Demontage von Komponenten. Zudem liefern sie nicht immer ein vollständiges Bild vom Zustand des gesamten Systems. Gerade bei Rotorblättern, die durch ihre Länge und Rotation schwer zugänglich sind, gestaltet sich die Prüfung besonders schwierig.

Elektromagnetische Wellen als Diagnosewerkzeug

Ein neues Messverfahren macht sich die Eigenschaften elektromagnetischer Wellen zunutze und ermöglicht erstmals eine schnelle, berührungslose Überprüfung des kompletten Blitzschutzsystems. Das Prinzip basiert auf dem inversen Ansatz zur klassischen ohmschen Messung.

Die Signatur des Blitzschutzsystems

Ist die Verbindung zwischen Rotorblattspitze und Erdung intakt, fließt die Stromdichte bis zur Blattspitze und wird dort reflektiert. Die Überlagerung von vorwärts laufendem und reflektiertem Strom erzeugt eine charakteristische stehende Welle mit einer Periode von etwa 11 Metern.

Diese stehende Welle bildet den „Fingerabdruck“ des Blitzschutzsystems. Bei einem intakten System zeigt die Messung ein vollständiges, gleichmäßiges Wellenmuster. Defekte durch Korrosion, Brüche oder lockere Verbindungen führen dagegen zu charakteristischen Störungen oder einem vorzeitigen Abbruch der Messwelle.

Praxistest bestätigt Zuverlässigkeit

Die Praxistauglichkeit der Methode wurde in einem umfassenden Test unter Beweis gestellt: In einem Windpark wurden 40 verschiedene Windenergieanlagen mit der neuen Technologie untersucht. Das beeindruckende Ergebnis: Alle Anlagen zeigten eine nahezu identische Signatur in der Ausbreitung des elektrischen Feldes.

Diese Übereinstimmung belegt nicht nur, dass sämtliche Blitzschutzsysteme im Windpark vollständig funktionsfähig waren. Sie demonstriert auch die hohe Zuverlässigkeit der Messmethode selbst: Ein defektes System hätte sich im direkten Vergleich sofort durch abweichende Reflexionsmuster bemerkbar gemacht.

Aufbau einer Referenzdatenbank

Die konsistenten Messergebnisse innerhalb eines Anlagentyps eröffnen eine weitere wichtige Perspektive: den systematischen Aufbau typenspezifischer Referenzwerte. Jeder Anlagentyp erhält seinen eigenen charakteristischen „Fingerabdruck“, der den Sollzustand des Blitzschutzsystems beschreibt.

Durch den Aufbau einer umfassenden Datenbank mit Referenzkurven verschiedenster Anlagentypen wird die Prüfung künftig noch präziser: Bei jeder Inspektion kann der aktuelle Messwert direkt mit dem Referenzwert verglichen werden. Abweichungen lassen sich so frühzeitig erkennen, noch bevor es zu Ausfällen oder Schäden kommt.

Vorteile der neuen Technologie

Die innovative Prüftechnologie, für die bereits ein Patent angemeldet wurde, bietet erhebliche Vorteile gegenüber herkömmlichen Verfahren:

• Schnell: Die Messung erfolgt in kurzer Zeit ohne aufwendige Vorbereitungen.

• Nicht-invasiv: Es ist keine Demontage von Komponenten erforderlich.

• Hochpräzise: Defekte werden zuverlässig lokalisiert und identifiziert.

• Dokumentierbar: Der Systemzustand lässt sich lückenlos über die gesamte Betriebsdauer dokumentieren.

• Präventiv: Schäden werden erkannt, bevor sie zu Ausfällen führen.

Fazit: Ein Werkzeug für die präventive Instandhaltung

Mit dem kontinuierlichen Ausbau der Referenzdatenbank entwickelt sich diese Technologie zu einem wertvollen Werkzeug für die präventive Instandhaltung von Windenergieanlagen. Sie trägt damit nicht nur zur Erhöhung der Betriebssicherheit bei, sondern verbessert auch die Wirtschaftlichkeit durch die Vermeidung ungeplanter Ausfälle und kostspieliger Reparaturen.

In Zeiten, in denen Windenergie eine immer wichtigere Rolle in der Energieversorgung spielt, sind solche Innovationen ein wichtiger Baustein für den zuverlässigen und effizienten Betrieb von Windparks.