Entwicklung eines Verfahrens zur Erzeugung künstlicher Blitzschäden sowie der Entwicklung von Verfahren und Methoden zur Detektion, Lokalisierung und Bewertung von Blitzschäden, Teilvorhaben: Restlebensdaueranalyse nach Initialschäden mittels globalem Strukturüberwachungssystem

Description: Rotorblätter von Windenergieanlagen (WEA) gehören zu den durch Blitzschlag meist gefährdeten Komponenten. Beschädigungen führen zu den längsten Ausfallzeiten, kostspielige Reparaturen sind häufige Folgen, wenn Initialschäden durch Blitzeinschläge nicht rechtzeitig angemessen entschärft werden. Einschläge führen meist nicht unmittelbar zum Verlust eines Blattes. Werden sie nicht unschädlich abgeleitet, entstehen zunächst unkritische Initialschäden an der Blattstruktur. Diese müssen durch Vor-Ort-Inspektion oder ein Monitoring-System (SHM-System) erkannt werden. Geschieht dies nicht rechtzeitig, wächst der Initialschaden infolge der Betriebslasten, die genannten Folgekosten entstehen. Da Blitzeinschläge nicht notwendigerweise oberflächlich sichtbare Schäden verursachen, ist selbst bei einer visuellen Inspektion eine Schadenserkennung nicht sicher gewährleistet. Heutige Strukturüberwachungssysteme (SHM) geben - bei hoher Sensordichte - theoretisch Auskunft, ob und an welcher Position im Rotorblatt ein Schaden wahrscheinlich ist. Schwächen bestehen bzgl. der Lokalisierung von Schadensereignissen, sofern nur mit wirtschaftlich vertretbarem Aufwand im Rotorblatt instrumentiert wird. Die Größe des Initialschadens infolge Blitzschlag (Energieeintrag) wird bisher nicht erfasst. Die Kenntnis von Ort und Größe des durch den Blitz verursachten Initialschadens ist jedoch hochrelevant für die prädiktive Analyse des weiteren Schadensfortschritts und damit für die Risikobewertung, auf deren Basis etwa eine Entscheidung für eine vorgezogene Inspektion oder Reparatur erfolgt. Die aus Blitzschlag resultierenden Initialschäden sind bislang nur sehr unzureichend erforscht. Ziel dieses Teilvorhabens ist die Lokalisierung durch innovative, kosteneffiziente SHM-Methoden, die Charakterisierung des Initialschadens (Größe, im Hochstromlabor) anhand des Energieeintrages (neuartige SHM-Komponente) und die darauf basierende Restlebensdauervorhersage des Blattes anhand integrierter Analyse.

SupportProgram

Tags: Blitz ? Blattanalyse ? Windkraftanlage ? Bewertungsverfahren ? Folgekosten ? Reparatur ? Unfall ? Risikobewertung ?

Region: Lower Saxony

Bounding boxes: 9.16667° .. 9.16667° x 52.83333° .. 52.83333°

License: Creative Commons Namensnennung-keine Bearbeitung-Nichtkommerziell 4.0

Language: Deutsch

Organisations

• Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (Finanzielle Förderung)
• Leibniz Universität Hannover (Projektverantwortung)
• PHOENIX CONTACT ELECTRONICS GmbH (Mitwirkung)
• Umweltbundesamt (Bereitstellung)
• WindMW Service GmbH (Mitwirkung)

Time ranges: 2025-06-01 - 2028-05-31

Alternatives

• Language: Englisch/English
  Title: Sub-project: Residual service life analysis after initial damage using a global structural monitoring system
  Description: Rotor blades of wind turbines are among the components most at risk from lightning strikes. Damage leads to the longest downtimes and costly repairs are frequent consequences if initial damage caused by lightning strikes is not adequately mitigated in good time. Lightning strikes do not usually lead directly to the loss of a blade. If they are not discharged harmlessly, initially non-critical initial damage to the blade structure occurs. This must be detected by on-site inspection or a monitoring system (SHM system). If this is not done in time, the initial damage increases as a result of the operating loads, which result in the aforementioned follow-up costs. Since lightning strikes do not necessarily cause superficially visible damage, damage detection is not guaranteed even with a visual inspection. Today's structural monitoring systems (SHM) - with a high sensor density - theoretically provide information on whether and at which position in the rotor blade damage is likely to occur. Weaknesses exist with regard to the localization of damage events, provided that instrumentation in the rotor blade is only carried out with economically justifiable effort. The size of the initial damage caused by a lightning strike (energy input) has not yet been recorded. However, knowledge of the location and size of the initial damage caused by lightning is highly relevant for the predictive analysis of further damage progression and thus for risk assessment, on the basis of which a decision is made to carry out an early inspection or repair, for example. The initial damage resulting from lightning strikes has not yet been sufficiently researched. The aim of this sub-project is the localization by innovative, cost-efficient SHM methods, the characterization of the initial damage (size, in the high-current laboratory) based on the energy input (novel SHM component) and the prediction of the remaining service life of the blade based on this using integrated analysis. https://ufordat.uba.de/UFORDAT/pages/PublicRedirect.aspx?TYP=PR&DSNR=1139329

Status

Aktiv

Quality score

• Overall: 0.50
• Findability: 0.67

  • Title: 0.80
  • Description: 0.19
  • Identifier: false
  • Keywords: 1.00
  • Spatial: RegionIdentified (1.00)
  • Temporal: true
• Accessibility: 0.67

  • Landing page: Specific (1.00)
  • Direct access: false
  • Publicly accessible: true
• Interoperability: 0.00

  • Open file format: false
  • Media type: false
  • Machine-readable metadata: false
  • Machine-readable data: false
• Reusability: 0.67

  • License: ClearlySpecifiedAndFree (1.00)
  • Contact info: false
  • Publisher info: true

Accessed 1 times.