Die mechanischen Komponenten einer WEA verursachen Geräusche. Diese können als störend empfunden werden. Gleichzeitig können sie ein Hinweis auf Verschleiß der Komponenten sein. Das X-Energy-Teilprojekt X-Eptance Impulse hat sich zum Ziel gesetzt, Nachhaltigkeit und Akzeptanz von Windenergieanlagen (WEA) zu steigern. Dafür wurde ein preisgünstiges, synchrones, vielkanaliges Messsystems für akustische Signale unter Nutzung modernster, hochintegrierter Komponenten entwickelt. Dies dient zur permanenten Messung der Geräuschemissionen aus WEA und deren Minimierung durch die Anlagensteuerung. Zudem wurde eine Geräuschdatenbank zur akustischen Fehlerfrüherkennung entwickelt.
Ergebnisse
Zunächst wurden im Windpark Curslack mit einer handelsüblichen akustischen Kamera Messungen durchgeführt. Die dabei gewonnenen Daten bildeten die Grundlage für die im Aufbau befindliche Geräuschdatenbank und lieferten erste Indikatoren für einzelne Geräuschmuster. In einem nächsten Schritt wurden Messungen mit dem eigenen Prototyp durchgeführt und die Ergebnisse mit der vorhandenen akustischen Kamera verglichen.
Der Prototyp besteht aus 12 einzelnen SmartAcousticSensoren (SAS), die zu einer Messeinheit zusammengesetzt wurden. Ein Datenpunkt einer Messung kann dabei aus einem Mikrofon für Hörschall, einem Mikrofon für Ultraschall und einem Beschleunigungssensor zur Aufnahme von Vibrationen zusammengesetzt werden. Neben der Hardwareentwicklung wurde die Firmware für die im System enthaltenen Hardwarebausteine entwickelt. Funktions- und Performancetest sind in einem Freifeldraum und einem Hallraum durchgeführt worden. Anschließend an die erfolgreichen Untersuchungen des akustischen Verhaltens im Labor wurde das System an einer WEA im Windpark installiert und in Betrieb genommen.
Es erfolgte zudem eine prototypische Integration der Zustandserkennung sowie die Entwicklung einer prototypischen Anlagensteuerung auf Basis von mit dem entwickelten Array gemessenen Daten. Weiterhin wurde ein Prototyp einer Auralisation am Campus Bergedorf als Modell einer WEA in einer grünen Umgebung mit Wald umgesetzt und kann in der CAVE des Sim-Labs wiedergegeben werden.
