Weltweit kommen Wärmebildkameras bei der Inspektion von elektrischen und mechanischen Anlagen zum Einsatz. Mit den dabei erfassten thermischen Daten lassen sich gefährliche Unfälle und kostspielige Stillstandszeiten vermeiden. So lassen sich mit Hilfe einer Wärmebildkamera auch alle relevanten Komponenten einer Windturbine überwachen.

Der von Windkraftanlagen erzeugte Strom ist mittlerweile eine der am weitesten verbreiteten Formen erneuerbarer Energie. Jahr für Jahr werden in ganz Europa und in vielen Ländern der Erde neue Windkraftanlagen installiert. Alle diese Windturbinen müssen überwacht und gewartet werden. Wärmebildkameras können bei der vorbeugenden Instandhaltung von Windkraftanlagen eine wichtige Rolle übernehmen.
In modernen Windkraftanlagen sind sehr viele verschiedene elektrische und mechanische Komponenten verbaut. Wie alle anderen Betriebsmittel unterliegen aber auch diese Bauteile dem Verschleiß und können ausfallen. Dadurch entstehen unter Umständen nicht nur kostspielige Stillstandszeiten, sondern auch gefährliche Unfälle.
Getriebe und Bremsen der Anlage sorgen dafür, dass sich die Rotorblätter nicht zu schnell drehen. Bei einem Ausfall einer dieser Komponenten kann die Turbine ein Vielfaches ihrer normalen Geschwindigkeit erreichen. Dabei wirken Kräfte auf die Rotorblätter, die weit über den bei der Auslegung angesetzten Werten liegen. In einem solchen Fall könnten die Spitzen eines Rotorblatts eine Geschwindigkeit von mehreren hundert Stundenkilometern erreichen. Wenn sich dann ein Blatt oder ein Teil eines Blattes plötzlich vom Rotor löst und weggeschleudert wird, besitzt es eine enorme kinetische Energie und ein sehr großes Drehmoment. Dies kann lebensgefährliche Unfälle zur Folge haben.
Es gibt viele Beispiele, bei denen große Teile gebrochener Blätter über 10 oder mehr Kilometer entfernt von der Turbine gefunden wurden, von der sie sich gelöst hatten. Durch regelmäßige Inspektionen mit Wärmebildkameras lassen sich derartige Unfälle vermeiden.

Das gesamte System im Blick

Sowohl für elektrische als auch für mechanische Komponenten gilt generell, dass ein Bauteil heiß wird, bevor es ausfällt. Mit Hilfe von Wärmebildkameras lässt sich dieser Temperaturanstieg feststellen, bevor es zu einem Ausfall kommt. Die heißen Stellen erscheinen klar und deutlich auf dem Wärmebild. Wo andere Technologien nur die Information liefern, dass möglicherweise an der gesamten Maschine ein Problem vorhanden ist, hilft die Wärmebildtechnik dem Anwender, das Problem tatsächlich zu sehen. Er erkennt präzise, welche Komponente das Problem verursacht.
Die Wärmebildtechnik macht Anzeichen von Verschleiß an Lagern, Wellen, Getrieben und Bremsen sichtbar. Somit lassen sich Komponenten reparieren oder ersetzen, bevor Defekte auftreten. Wärmebildkameras liefern darüber hinaus wertvolle Informationen über elektrische Bauteile wie Transformatoren, Stecker, Windrichtungsnachführungen und Ähnliches. Die Wärmebildtechnik ist somit die einzige Methode, mit der sich alle elektrischen und mechanischen Komponenten der Windkraftanlage und des dazu gehörenden elektrischen Systems untersuchen lassen.

Ideales Werkzeug mit weitem Anwendungsfeld

Instandhaltungsteams von Windkraftanlagen in aller Welt vertrauen auf Wärmebildkameras. Dabei entscheidet das Design der Kamera über die Benutzerfreundlichkeit vor Ort. Flir-Kameras sind möglichst kompakt und ergonomisch gestaltet und dabei einfach zu bedienen. Der Anwender weiß diese Eigenschaften zu schätzen, wenn er weit über 10 m hoch klettern muss, um die Windturbine zu erreichen.
Ein weiterer wichtiger Faktor ist das verwendete Objektiv. Es stehen optional 45° und 90° Weitwinkelobjektive zur Verfügung. Damit erfasst der Nutzer einen großen Bereich der Anlage mit einem Blick, selbst wenn er relativ nahe am Objekt steht. Das ist von großem Vorteil angesichts der Tatsache, dass man den Betrachtungsabstand oben auf der Windkraftanlage nicht einfach durch Zurückgehen vergrößern kann.
Wärmebildkameras können aber weit mehr, als nur Aufnahmen für die vorbeugende Instandhaltung zu liefern. Mit Hilfe gekühlter Kameras lassen sich Schäden in den Verbundwerkstoffen der Rotorblätter erkennen. Um Delaminierungen und Mikrorisse in Verbundwerkstoffen mit Wärmebildkameras zu erkennen, wird häufig die sog. Impuls-Thermografie eingesetzt. Der Verbundwerkstoff wird mit Hilfe einer Lampe angeregt. Die Wärmebildkamera wird dann für die Überwachung der thermischen Verteilung innerhalb des Materials eingesetzt. Unterschiede in der Geschwindigkeit, mit der sich Teile des Rotorblatts erwärmen oder abkühlen, weisen auf Schäden hin.
Wie bereits erwähnt, können beschädigte Rotorblätter gefährliche, ja sogar lebensbedrohliche Situationen heraufbeschwören. Der Einsatz von Wärmebildkameras kann das verhindern. Denn damit lässt sich herausfinden, welche Rotorblätter ausgetauscht werden müssen, bevor es zu Ausfällen oder Unglücken kommt.

Die passende Kameralösung

Ob nun für Inspektionen im Rahmen der vorbeugenden Instandhaltung von Windturbinen oder die Untersuchung des Verbundwerkstoffs der Rotorblätter, Wärmebildkameras sind das richtige Werkzeug für diese Aufgaben. Flir Systems bietet hierfür eine umfassende Palette von Wärmebildkameras. Vom kompakten Einstiegsmodell i3 über die praktische T-Serie bis zur Highend-Kamera P660.