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Insekten verursachen Leistungsverlust in Windrädern

Windfarmer in Kalifornien beobachteten, dass bei starken Winden die Leistung ihrer Windräder gelegentlich auf 75 bis 50 Prozent absackte. Trotz aufwändiger Strömungsmessungen konnten sie die Ursache für diesen Effekt lange nicht ausmachen. Windrad-Forscher vom Energie-Zentrum der Niederlande und vom dänischen Windrad-Hersteller NEG Micon A/S entdeckten nun, dass tote Insekten auf den Rotorblättern den Leistungsabfall verursachten.

Bei gleichen Windstärken erreichten die Windräder verschiedene Leistungs-Niveaus, beschreiben Gastave P. Corten und Herman F. Veldkamp das Problem in „Nature“. Um das Rätsel zu lösen, setzten die Wissenschaftler kleine Reflektoren auf die Rotorblätter, die Licht reflektierten, sobald die Strömung abriss. Mit einer digitalen Videokamera konnten sie so exakt die Luftströmung in Abhängigkeit der Rotor-Oberfläche messen. Statt der Insekten klebten sie einen rauen Kunststofffilm von gut einem Millimeter Dicke auf die vorderen Kanten der Blätter.

Bei geringen Windgeschwindigkeiten unter 11 Metern pro Sekunde lieferten saubere und glatte Rotorblätter die gleiche Energie. Erst bei Winden zwischen 11 und 25 Metern pro Sekunde fiel die Leistung bei den präparierten Windrädern deutlich ab. Bei diesen höheren Geschwindigkeiten riss die Strömung regelmäßig an den Kanten der Rotorblättern ab, wodurch das Windrad abgebremst wurde.

Unentdeckt blieb dieser Effekt deshalb so lange, weil er nur bei starken Winden auftrat. Und auch dann nicht immer, denn: Insekten fliegen bevorzugt bei schwachen Winden und einer hohen Luftfeuchtigkeit. Wird der Wind stärker, suchen sie Schutz.
Daher überrascht die Beobachtung von Corten und Veldkamp nicht: „Wir untersuchten die Leistung von vier Windrädern über einen längeren Zeitraum und erkannten, dass sich nur nach jeder Schwachwindphase ein Leistungsabfall bei stärkeren Winden einstellte“. Nur wenn der Wind auffrischte, sammelten sich also tote Insekten auf den Rotorblättern. Reinigt man die Rotorblätter regelmäßig nach jeder Schwachwindphase, so tritt kein Energieverlust auf.

Jan Oliver Löfken
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