Windkraftanlagen lernen das Zuhören

Ein neuer Sensorchip von Fraunhofer soll helfen, Schäden an Windkraftanlagen frühzeitig zu erkennen – und so kostspielige Offshore-Einsätze und unnötige Stillstände vermeiden.

Ein Forschungsteam der Fraunhofer-Gesellschaft hat ein System entwickelt, das mögliche Schäden an Rotorblättern von Windkraftanlagen akustisch erkennen soll. Ziel sei es, die Verfügbarkeit insbesondere von Offshore-Anlagen zu erhöhen und Serviceeinsätze effizienter zu gestalten, heißt es aus den beteiligten Instituten.

Zum Einsatz kommen spezielle Sensorchips, die auf die Innenseite der Rotorblätter geklebt werden. Entwickelt wurden sie am Fraunhofer-Institut für Integrierte Schaltungen IIS in Zusammenarbeit mit dem Fraunhofer-Institut für Windenergiesysteme IWES. Die Chips registrieren sogenannte Oberflächenwellen, die beim Entstehen von Rissen oder Brüchen durch das Material laufen.

Akustisches Verfahren

Laut Björn Zeugmann, Gruppenleiter am Fraunhofer IIS, nutzt das System ein akustisches Verfahren, das anhand charakteristischer Geräusche zwischen einem entstehenden Riss und einem vollständigen Bruch unterscheiden könne. Damit unterscheide es sich deutlich von klassischen Prüfverfahren wie Drohnen- oder Radarkontrollen, die große Datenmengen erzeugen und entsprechend hohe Übertragungsraten erfordern.

Durch die Vorverarbeitung der Signale im Chip selbst lasse sich die Datenmenge drastisch reduzieren, so die Forscher. Das spare Energie und ermögliche den Betrieb auch ohne Breitbandanbindung. Im Idealfall könnten potenzielle Schäden klassifiziert und gemeldet werden, noch bevor ein Techniker eingreifen müsse.

Unnötige Einsätze vermeiden

Auf diese Weise ließe sich nicht nur klären, ob eine Anlage tatsächlich abgeschaltet werden müsse. Auch unnötige Einsätze in schwer zugänglichen Offshore-Windparks könnten vermieden werden, da beginnender Schaden über längere Zeit hinweg beobachtbar werde. Nimmt das akustische Signal zu, sei ein gezielter Reparatureinsatz möglich.

In vorangegangenen Projekten hatten die Fraunhofer-Institute bereits einen ersten Prototyp entwickelt. Seit Juni 2025 läuft nun ein Folgeprojekt, in dem das System erweitert werden soll – künftig auch um die Erkennung von Blitzschlägen und deren potenziellen Folgen. Gerade bei Offshore-Anlagen könne dies zusätzliche Sicherheitsgewinne bringen.