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Windstrom im Winter – trotz Eis und Kälte
Obwohl der Wind in nördlichen Regionen oft heftig weht, schrecken Investoren davor zurück, Windparks dort zu errichten. Denn bei niedrigen Temperaturen drohen die Rotorblätter zu vereisen. So entstehen Unwuchten, die Effizienz sinkt - im schlimmsten Fall wird die Anlage beschädigt oder muss wegen Eisschlaggefahr komplett vom Netz genommen werden.
Eine besondere innovative Beschichtung der Rotorblätter könnte Investoren zum Umdenken bringen: Carbon-Nanotubes (CNT), kombiniert mit kleinteiligen Sensoren, die ständig Temperatur und Feuchtigkeit an der Oberfläche des Rotorblatts messen. Friert dort Wasser, wird die nur Bruchteile eines Millimeters dünne Beschichtung an dieser Stelle wie ein Heizelement aktiviert. "Unsere Schicht aus Kohlenstoff-Nanoröhren beheizt nur die Zonen, die tatsächlich vereist sind. Das sind vor allem die Kanten des Rotorblatts", sagt Anne Gerten, Wissenschaftlerin am Fraunhofer-Institut für Produktionstechnik und Automatisierung IPA in Stuttgart, das das Enteisungssystem entwickelt. Bisherige Systeme haben hingegen das gesamte Rotorblatt – zum Beispiel mittels heißer Luft – erwärmt und so viel Energie benötigt.
Für das Material entschieden sich die Forscher wegen dessen sehr guter elektrischer Eigenschaften. "Im Prinzip sind die Kohlenstoff-Nanoröhren gewickelte Lagen von Graphen, die sich stellenweise berühren. An diesen Kontakten wird der elektrische Strom in Wärme umgewandelt", erklärt Gerten. Die Energieeffizienz der Anlagen soll mit dieser Enteisungsstrategie um mindestens 18 Prozent steigen.
Die Europäische Kommission fördert das europäische Projekt "Windheat", an dem neben dem Fraunhofer IPA sechs Unternehmen aus vier Ländern beteiligt sind, über ihr 7. Forschungsrahmenprogramm.