Berührungslose Blitzschutzmessung

TÜV-Zertifizierung und EU-Patent für TOPseven-Technologie

Windkraftanlagen ziehen Blitze fast magisch an. Kein Wunder, schließlich werden die weit in den Himmel ragenden Bauwerke in der Regel in exponierter Lage auf freiem Gelände errichtet. Um eine Beeinträchtigung der Einsatzfähigkeit und im schlimmsten Fall die Zerstörung ganzer Anlagen zu verhindern, ist daher eine regelmäßige Kontrolle der Blitzschutzeinrichtungen zwingend vorgeschrieben. Das Unternehmen TOPseven hat dafür eine spezielle Technik entwickelt, die auf automatisiert agierenden Drohnen basiert. Und die jetzt von TÜV SÜD zertifiziert sowie mit einem Patent des Europäischen Patentamtes geschützt ist.

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Die Komponenten des äußeren Blitzschutzes – Blitzfänger, Ableitungen, die Erdungsanlage und anlagenspezifische Metallteile – befinden sich bei Windkraftanlagen bauartbedingt viele Meter über dem Erdboden: An den Rotorblättern, dem Turm und am Maschinenhaus. Die Sichtprüfung sowie die manuellen Prüfmessungen sind daher nur mit dem zeit- und kostenintensiven Einsatz von Industriekletterern realisierbar. Eine menschliche Ressource, die am Markt zunehmend knapper wird. Drohnen, Künstliche Intelligenz und ausgeklügelte Softwarelösungen können hier Abhilfe schaffen, wie die spezielle TOPseven-Technologie verdeutlicht.

Im Schnitt wird jede Windkraftanlagen, so eine Expertenschätzung aus dem Jahr 2017, zwischen 0,6 und 1 Mal pro Jahr vom Blitz getroffen. Zumeist in den Spitzen der Rotorblätter. Und auch wenn die steigende Zahl von Windrädern den statistischen Wert für jede einzelne Anlage gedrückt haben dürfte, so bleibt das grundsätzliche Problem bestehen. Wo aufgrund der gigantischen Kräfte, die auf die Bestandteile eines Windrades wirken, der Blitzschutz beschädigt wird, ist ein folgenschwerer Störfall oft nur eine Frage der Zeit. Um das möglichst zu verhindern sind normierte Prüfverfahren zwingend vorgeschrieben, zudem muss in Deutschland die „Technische Richtlinie zur Prüfung der Blitzschutzanlage an Windenergieanlagen“ des Sachverständigenbeirats des Bundesverbands WindEnergie (BWE) beachtet werden. Letztere wurde im März 2021 dahingehend modifiziert, dass für den besonders Blitzschlag-anfälligen Bereich von den Rezeptoren der Rotorblätter bis zu den Blattflanschen nun auch andere technische Prüfverfahren als die klassische Besteigung durch Industriekletterer zugelassen sind. Solange diese von einer unabhängigen Prüfstelle zertifiziert und validiert wurden. So wie die berührungslose Blitzschutzmessung, die TOPseven entwickelt hat.

Dafür werden handelsüblichen DJI-Drohnen mit einem eigens entwickelten, hochempfindlichen elektrischen 3D-Feldsensor ausgestattet. Im Maschinenhaus wird dann mit einem ebenfalls selbst entwickelten Generator ein Signal erzeugt, das den Blitzableiter entlang fließt. Der Feldsensor an der Drohne ist in der Lage, das Signal kontaktlos zu erkennen und dessen Stärke zu messen. Empfängt der Sensor kein oder nur ein unzureichendes Signal an der Rotorblattspitze, so ist der Blitzableiter entlang des Rotorblatts beschädigt oder sogar komplett unterbrochen. Anhand der Signalstärke und der Position der Drohne können dann sehr genau die Integrität und der Verlauf des Blitzableiters abgesucht und die Schadstelle exakt lokalisiert werden. In Kombination mit dem ebenfalls von TOPseven angebotenen optischen Monitoring steht Anlagenbetreibern ein hocheffizientes Tool zur Verfügung. Dabei können Drohnen nach einem vorherigen Kalibrierungsflug völlig automatisiert eine komplette Windanlage abfliegen, Bilddaten sammeln und diese für eine spezielle Auswertungssoftware zur Verfügung stellen.

Das System protokolliert jede visuelle Fehlerstelle, jede Beeinträchtigung des Blitzschutzes mit den exakten Positionsdaten. Schwerwiegende Defekte können daher sofort behoben und kleinere Schäden bei späteren Inspektionsflügen fortlaufend beobachtet werden. So kann zudem eine durchgeführte Reparatur jederzeit einfach überprüft oder eine Schadensentwicklung verfolgt werden. Zur Reparatur ist dann natürlich wieder der menschliche Einsatz gefragt. Allerdings kann dieser wesentlich zielgerichteter erfolgen, da die Art und Umfang der Beschädigung und deren Position bereits bekannt sind.

Fotos: TOPseven


Lese-Tipp:
Ein ausführliches Interview mit Oliver Neubauer, Co-Founder und Head of Software Development von TOPseven, lesen Sie in Drones-Ausgabe 2/2021. Diese und alle weiteren noch verfügbaren Ausgaben des Magazins für die Drone-Economy können im Magazin-Shop unter https://www.drones-magazin.de/shop nachbestellt werden. By the way: Unsere Abonnenten haben auf unserer Website oder über die Drones-App vollen Zugriff auf alle bislang erschienenen Digital-Ausgaben.



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