Foto: Klima- und Energiefonds/Ringhofer

Foto: Klima- und Energiefonds/Ringhofer

Windenergie
in kalten Klimazonen

Die Windenergie entwickelt sich in Österreich zu einem bedeutenden Wirtschaftszweig. Die Zulieferindustrie setzte im Jahr 2013 mehr als 600 Mio. Euro um und es wurden 1.684 MWel an neuer Windkraftleistung errichtet. Das Implementing Agreement „Wind Energy Systems“ wurde bereits 1977 gegründet. Mittlerweile kooperieren darin 20 Länder, die Europäische Kommission sowie die Europäische und die Chinesische Windenergievereinigung. Die ExpertInnen tauschen Informationen zu Planung und Realisierung von nationalen Windenergieprojekten aus und initiieren F&E-Projekte zu Technologieentwicklung, Markteinführung und rechtlichen Rahmenbedingungen. Der Fokus liegt auf Windkraftanlagen aller Größenklassen und Nutzungsarten (On- und Offshore), LiDAR Messungen sowie den speziellen Anforderungen der Windenergie in kalten Klimazonen.

Bei winterlichen Wetterverhältnissen (Temperaturen unter 0°C, Schneefall oder Eisregen) können sich auf den Rotorblättern von Windrädern Eisschichten bilden. Vereiste Windkraftanlagen bringen weniger Leistung und es kann zu Unwuchten kommen, was die Lebensdauer eines Windrades verringert. Zudem können durch herabfallende Eispl atten erhebliche Gefahren entstehen. Moderne Windkraftanlagen verfügen daher über ein Eiserkennungssystem und müssen bei Eisbildung abgeschaltet oder enteist werden. Etwa 15 % der derzeitigen Windkraftanlagen in Österreich können als sogenannte „Cold Climate“-Standorte mit häufiger Vereisung eingestuft werden. Aber auch an Standorten in anderen Regionen treten mehrmals pro Jahr Vereisungen auf.

Seit dem Jahr 2002 setzen sich ForscherInnen im Rahmen von IEA Wind Task 19 mit den speziellen Herausforderungen von Windenergie unter Vereisungsbedingungen auseinander. Partnerländer sind China, Dänemark, Deutschland, Finnland, Kanada, Norwegen, Österreich, Schweden, Schweiz und die Vereinigten Staaten. Ziel ist die Sammlung neuer Erkenntnisse durch Erfahrungsaustausch sowie globale Vernetzung. Halbjährlich finden Workshops statt, bei denen nationale Forschungsprojekte präsentiert und diskutiert werden.


Vereiste Anlage, Foto: LKR Ranshofen
Vereiste Anlage, Foto: LKR Ranshofen

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PRODUKTIVITÄTSSTEIGERUNG
durch Management von Eisansatz an Rotorblättern

Das Projekt der LKR Leichtmetallkompetenzzentrum Ranshofen GmbH verfolgt das Ziel, die negativen Auswirkungen der Vereisung von Windenergieanlagen durch aktive und passive Maßnahmen zu verringern. Durch innovative Technologien sollen in den Wintermonaten sowohl die Sicherheit bezüglich Eisabfall als auch der Ertrag der Windenergieproduktion gesteigert werden.

Im Projekt wurden Methoden und Technologien entwickelt, mit denen der Eisansatz vermieden, verringert bzw. rasch und ungefährlich entfernt werden kann. Dazu wurden folgende Lösungsansätze verfolgt:
> Anti-Ice-Beschichtungen, die den Eisansatz an Rotorblättern verzögern und die Haftung von Eis verringern
> Aktive Beheizung mittels elektrisch leitender Lacke an den kritischen Rotorblattbereichen
> Gezielte Optimierung der Anlagenführung zur Reduzierung der Stillstandzeiten

Insgesamt liefert das Projekt viele Erkenntnisse zur Praxistauglichkeit der Lösungsansätze sowohl für eine serienmäßige Anwendung an bestehenden Anlagen als auch für den Serienbau neuer Anlagen, die nun weiterverfolgt und umgesetzt werden können.