Avisar smart på rotorblad

När rotorbladen på vindkraftverk drabbas av nedisning vintertid försämras de aerodynamiska egenskaperna avsevärt, vilket försämrar verkningsgraden. Dessutom kan obalans i rotorn orsaka vibrationer som skadar anläggningen, och isbitar som lossnar från bladen kan skada både människor och anläggningar. Kapacitetsförluster på upp till 20 procent kan noteras för verk i kalla regioner.

Inom det EU-stödda projektet Windheat samlas forskning från fyra EU-länder för att minska effekterna av nedisade rotorblad. Vid Franuhoferinstitutet IPA i Stuttgart har man tagit fram ett intelligent system för att detektera och avisa med hjälp av tunna skikt av kolnanorör.

System för att värma rotorblad som finns i dag är energiintensiva, eftersom hela rotorbladet värms upp. Men inom projektet Windheat delas bladet in i olika zoner, som var och en får ett tunt skikt av kolnanorör. I varje sådant skikt finns en isdetektor.

- Främst är det på rotorbladens kanter som is uppstår, säger Anne Gerten vid IPA.

De små sensorerna mäter hela tiden temperatur och fuktighet på bladens yta, och aktiverar värmeelementet, det vill säga kolnanorörsskiktet, när det behövs. Så snart isen smät stängs uppvärmningen av automatiskt.

- Med kombinationen kolnanorörsskikt och sensorer kan vi värma exakt de zoner där isbildning hotar, och endast just när det behövs, säger Anne Gerten.

Det tunna skiktet är endast några mikrometer tjockt och är lätt att fästa på rotorbladen.

Hittills har forskarna framställt avisningssensorer för rotorblad till mindre vindkraftverk och testat i vindtunnelförsök vid motsvarande - 30 °C och vindhastigheter på 120 km/h. Men det är lätt att skala upp processen för att passa även stora vindkraftanläggningar.

Forskarna ser även möjligheten att vidareutveckla tekniken för avisning av vingar på flygplan.