Aktiver "Schalldämpfer" erhöht Effizienz von Windrädern

1. August 2008, 19:00
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Dämpfung reduziert die ungeliebten Brummgeräusche - Räder können daher auch in der Nähe von Wohngebieten mit optimalen Drehzahlen laufen

Dresden/Chemnitz - Forscher des Fraunhofer-Institut für Werkzeugmaschinen und Umformtechnik (IWU) haben mit Industriepartnern eine aktive Dämpfung für Windräder entwickelt. Das System dient der Reduktion der störenden Brummgeräusche, die besonders bei hohen Touren entstehen und ist dabei effizienter als bisherige, passive Systeme. Somit wird es auch möglich, Windräder in der Nähe von Wohngebieten stets mit optimalen Drehzahlen zu betreiben - dadurch steigt letztendlich die Stromausbeute der Anlagen.

Durch die Bewegung von Rotorblättern und Getriebe-Komponenten kommt es bei Windrädern zu einem unerwünschten Nebeneffekt. "In Windkraftanlagen wirken große Kräfte auf den Turm, der als Resonator wirkt und hörbare Geräusche abgibt", erklärt Hans-Jürgen Roscher, Leiter der IWU-Gruppe Aktive Systeme. Das entstehende Brummen belastet Anwohner. "Ähnlich wie beim Surren einer Mücke empfindet man diese Einzeltöne als besonders störend", sagt André Illgen, wissenschaftlicher Mitarbeiter der Gruppe Aktive Systeme. Daher müssen Anlagen gerade in der Nähe von Wohngebieten bisweilen mit reduzierter Drehzahl betrieben werden. Das reduziert zwar das Brummen, aber gleichzeitig auch die Stromproduktion in der Anlage.

Nächster Schritt Feldversuche

Als Lösung des Geräusch- und Effizienzproblems wurde ein aktives Dämpfungssystem entwickelt. Sensoren messen die Schwingungen, die in der Anlage entstehen. Piezoaktoren an den Auflagern des Getriebes verwandeln dann elektrischen Strom in geeignete Negativschwingungen, um die ursprünglichen Schwingungen zu dämpfen und im Idealfall komplett auszulöschen, sodass kein Brummen mehr entsteht. "Diese Systeme reagieren selbstständig auf Frequenzwechsel und dämpfen Geräusche - egal wie schnell sich die Windenergieanlage dreht", betont Illgen. Das ist ein Vorteil gegenüber aktuellen, passiven Dämpfungssystemen, die nur Geräusche bestimmter Frequenzen schlucken und daher auch nur bei bestimmten Drehzahlen funktionieren. Moderne Windräder aber variieren in Abhängigkeit von der Windgeschwindigkeit die Drehzahl, um eine optimale Stromausbeute zu erzielen.

Die Lösung ist insbesondere zum Nachrüsten problematisch lauter Windkraftanlagen gedacht und soll breit einsetzbar sein. "Sie ist nicht an ein spezielles Getriebe gebunden", betont Roscher. Im Moment existiert ein Funktionsmuster des Systems, in den nächsten Monaten stehen Feldversuche an. Sofern das System dabei den gewünschten Erfolg bringt, könnte es relativ schnell auf dem Markt verfügbar sein. (pte)

 

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