\nM\u00f6glich wird das durch die SAW-Technologie. SAW steht f\u00fcr „Surface Acoustic Waves“, also akustische Oberfl\u00e4chenwellen. Diese Technologie gibt es schon lange, in Farbfernsehern und Smartphones sind SAW-Filter enthalten. Aber Frequenzfilter waren nur die erste Generation von SAW-Anwendungen. Die zweite Generation sind SAW-Sensoren.\n<\/p>\n
Piezoelektrische Eigenschaften machen es m\u00f6glich<\/p>\n
\nDie SAW-Sensoren sind meist kleiner als ein Fingernagel, aber k\u00f6nnen unheimlich viel detektieren \u2013 und das allein anhand von Oberfl\u00e4chen-Ultraschallwellen, die man sich vorstellen kann wie Nanometer gro\u00dfe Erdbeben, nur in einem viel h\u00f6heren Frequenzbereich. M\u00f6glich wird die Detektion durch einen sogenannten Einkristall auf dem Sensor, der piezoelektrisch ist, also bei mechanischer Verformung elektrische Spannung erzeugt \u2013 und umgekehrt durch elektrische Spannung mechanisch verformt wird.\n<\/p>\n
\n„Wir bringen auf unserem Piezokristall eine Interdigitalwandler-Struktur auf“, erkl\u00e4rt Philipp Schulmeyer. Damit k\u00f6nnen akustische Wellen \u00fcber den inversen piezoelektrischen Effekt angeregt werden „Und wenn sich durch Umwelteinfl\u00fcsse diese akustischen Wellen ver\u00e4ndern, dann kann man diese Ver\u00e4nderungen messen.“ Der Wissenschaftler demonstriert das im Labor, indem er eine Aluminium-Platte, auf der ein solcher Sensor klebt, leicht biegt. Sofort verschiebt sich am angeschlossenen Bildschirm die Kennlinie des SAW-Sensors.\n<\/p>\n
SAW-Sensoren erkennen vereiste Rotorbl\u00e4tter an Windkraftanlagen<\/p>\n
\nVerformung ist nur eine von vielen Zustands\u00e4nderungen, die SAW-Sensoren registrieren k\u00f6nnen. Ein anderes bei Windkraftanlagen auftretendes Problem ist starke K\u00e4lte mit Bildung von Eis: „Vereiste Rotorbl\u00e4tter f\u00fchren zu einer Verschlechterung der Aerodynamik, dadurch zu Leistungseinbu\u00dfen“, wei\u00df Philipp Schulmeyer aus seiner Zusammenarbeit mit einer Instandhaltungsfirma f\u00fcr Windkraftanlagen. Eis k\u00f6nne auch zu Unwuchten f\u00fchren, wodurch mechanische Komponenten der Anlage leiden. „Oder Eis kann tats\u00e4chlich auch weggeschleudert werden vom Rotorblatt und stellt dadurch ein Sicherheitsrisiko dar.“\n<\/p>\n
\nSchulmeyers SAW-Sensor erkennt Eis, wenn er am Rotorblatt angebracht ist. Wie schnell die Montage geht, hat der Wissenschaftler schon selbst in luftiger H\u00f6he an einem Windrad in Ostsachsen probiert: Es dauert im Optimalfall etwa eine Stunde. Anlagen m\u00fcssen daf\u00fcr also nicht lange stillstehen. Und es gibt weitere Vorteile, die die Technologie markttauglich machen d\u00fcrften: In Massenherstellung aus Wafern w\u00fcrden die kleinen Sensor-Chips sehr preiswert. Sie liefern ihre Daten kabellos \u00fcber Funk und brauchen keine zus\u00e4tzliche Stromversorgung, weil die Energie aus der Funkabfrage zum Betrieb des Sensors ausreicht. Au\u00dferdem kann man alte wie neue Anlagen damit best\u00fccken.\n<\/p>\n
Optimierung der Lebensdauer von Rotorbl\u00e4ttern<\/p>\n
\nF\u00fcr die Zukunft schwebt Philipp Schulmeyer aber nicht nur die Detektion von Eis an Rotorbl\u00e4ttern vor. Auch Materialerm\u00fcdung soll mit Hilfe der SAW-Sensoren erkannt werden. Wenn diese gen\u00fcgend Daten gesammelt haben, kann man ablesen, wie sich ein Rotorblatt im Laufe seiner Lebensdauer verh\u00e4lt und ver\u00e4ndert, „so dass man m\u00f6gliche Schwachstellen fr\u00fchzeitig erkennt und dann im Designprozess f\u00fcr neue Rotorbl\u00e4tter das Wissen anwenden kann, um diese Schwachstellen zu minimieren“, wie Schulmeyer erkl\u00e4rt. Dadurch k\u00f6nnte die Lebensdauer von zuk\u00fcnftigen Rotorbl\u00e4ttern optimiert werden.\n<\/p>\n
\nSeine Vision f\u00fcr die Zukunft, sagt der Dresdner Wissenschaftler, sei, dass man sich branchenweit einigt, welche Messgr\u00f6\u00dfen und\u00a0Betriebsparameter einer Windkraftanlage dauerhaft \u00fcberwacht werden m\u00fcssen, damit\u00a0bestehende Anlagen m\u00f6glichst lange und zuverl\u00e4ssig betrieben werden k\u00f6nnen.\u00a0„Und dass man sich dann darauf einigt, dass neue Standards gesetzt werden in der Zustands\u00fcberwachung.“\u00a0Mit den so gesammelten Erkenntnissen sei es dann m\u00f6glich \u2013 ganz im Sinne einer Kreislaufwirtschaft \u2013 Windkraftanlagen vorausschauend instand zu halten und Neuanlagen so zu gestalten, dass sie in Zukunft mit einem geringeren Ressourcenaufwand hergestellt werden k\u00f6nnen.<\/p>\n
Dabei will er mit seinen Kollegen am Leibniz IFW gern mithelfen. Ihm ist klar, dass die Technologie daf\u00fcr nicht nur wissenschaftlich ausgereift, sondern auch markttauglich sein muss, sprich: preislich attraktiv. „Markttauglichkeit wird tats\u00e4chlich immer mitgedacht“, sagt er. Wenn man F\u00f6rderantr\u00e4ge schreibe, m\u00fcsse man auch darlegen, wo das hinf\u00fchren soll und was man letztlich in der Praxis beabsichtigt. „Das Ziel ist, f\u00fcr die Gesellschaft einen Mehrwert zu schaffen.“\n<\/p>\n
\nEine Patentanmeldung f\u00fcr die neue Technologie ist jedenfalls schon eingereicht. Bald sollen Feldversuche starten. Wie lange es bei Erfolg dann noch dauert, bis die Sensoren m\u00f6glichst fl\u00e4chendeckend eingesetzt werden, entscheiden aber eben nicht nur Wissenschaftler, sondern vor allem die Industrie.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"M\u00f6glich wird das durch die SAW-Technologie. SAW steht f\u00fcr „Surface Acoustic Waves“, also akustische Oberfl\u00e4chenwellen. Diese Technologie gibt…\n","protected":false},"author":2,"featured_media":385703,"comment_status":"","ping_status":"","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"footnotes":""},"categories":[1835],"tags":[25443,103866,3364,29,2386,13676,30,18048,26746,52777,103966,6759,63709,103964,859,103963,4936,103962,10070,103965,19107,12587,1766,8350,31818],"class_list":{"0":"post-385702","1":"post","2":"type-post","3":"status-publish","4":"format-standard","5":"has-post-thumbnail","7":"category-dresden","8":"tag-risse","9":"tag-akustik","10":"tag-de","11":"tag-deutschland","12":"tag-dresden","13":"tag-eis","14":"tag-germany","15":"tag-ifw","16":"tag-instandhaltung","17":"tag-langlebigkeit","18":"tag-leibniz-institut","19":"tag-mdr-wissen","20":"tag-mdrgebiet","21":"tag-rotorblaetter","22":"tag-sachsen","23":"tag-saw","24":"tag-schaden","25":"tag-schall","26":"tag-sensoren","27":"tag-vereist","28":"tag-wind","29":"tag-windenergie","30":"tag-windkraft","31":"tag-windkraftanlagen","32":"tag-windraeder"},"share_on_mastodon":{"url":"https:\/\/pubeurope.com\/@de\/115121345376994616","error":""},"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/www.europesays.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/385702","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/www.europesays.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/www.europesays.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.europesays.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/users\/2"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.europesays.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=385702"}],"version-history":[{"count":0,"href":"https:\/\/www.europesays.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/385702\/revisions"}],"wp:featuredmedia":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.europesays.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/media\/385703"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/www.europesays.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=385702"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.europesays.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=385702"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.europesays.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=385702"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}