Schäden hören, bevor sie sichtbar werden: Drohnenbasierte Inspektion von Windkraftanlagen

Ausgangssituation: Wartung in großer Höhe

Windkraftanlagen sind komplexe Systeme, deren zuverlässiger Betrieb maßgeblich von der Funktion einzelner Komponenten wie Getrieben und Lagern abhängt. Um Ausfälle zu vermeiden, ist eine regelmäßige Inspektion unerlässlich.

Die Herausforderung dabei liegt nicht nur in der Technik selbst, sondern auch in der Zugänglichkeit. Viele der relevanten Bauteile befinden sich in großer Höhe und sind nur mit erheblichem Aufwand erreichbar. Klassische Inspektionsmethoden sind daher oft zeitintensiv, kostenintensiv und mit erhöhten Sicherheitsanforderungen verbunden. Gleichzeitig entstehen viele Schäden schleichend und machen sich zunächst nicht visuell, sondern akustisch bemerkbar.

Technische Herausforderung: Geräusche zuverlässig erfassen

In der industriellen Praxis werden akustische Messverfahren bereits erfolgreich eingesetzt, um Veränderungen in Getrieben oder Lagern frühzeitig zu erkennen. Auffällige Geräuschmuster können dabei nicht nur auf Schäden hinweisen, sondern auch deren genaue Position innerhalb der Anlage eingrenzen.

Die Übertragung dieses Ansatzes auf Windkraftanlagen bringt jedoch zusätzliche Herausforderungen mit sich. In großer Höhe wirken Umgebungsgeräusche, Wind und Bewegung auf die Messung ein. Gleichzeitig erzeugt auch die Messplattform selbst – in diesem Fall eine Drohne – Geräusche, die die Datenerfassung beeinflussen können. Ziel war es daher, ein System zu entwickeln, das auch unter diesen Bedingungen präzise und verlässliche akustische Daten liefert.

Die Lösung: Drohne als mobile Messplattform

Um akustische Veränderungen direkt an der Anlage erfassen zu können, wurde eine Drohne als flexible Inspektionsplattform entwickelt. Ausgestattet mit einem hochempfindlichen Richtmikrofon ist sie in der Lage, gezielt Geräusche einzelner Komponenten aufzunehmen. Die Drohne wurde zudem mit besonders leisen Propellern konzipiert, um störende Eigengeräusche möglichst gering zu halten und die Qualität der Messdaten zu verbessern.

Ein zentraler Bestandteil der Lösung ist die Signalverarbeitung. Da die charakteristischen Geräusche der Drohne bekannt sind, können diese gezielt herausgefiltert werden. Durch den Einsatz akustischer Filter lassen sich die Eigenfrequenzen von Motoren und Propellern isolieren, sodass das verbleibende Signal klar analysiert werden kann. Auf diese Weise wird es möglich, selbst kleine akustische Abweichungen zu erkennen und präzise der entsprechenden Baugruppe zuzuordnen.

Ergebnis: Präzise, flexibel und sicher

Durch den Einsatz der Drohne wird eine flexible und ortsunabhängige Inspektion ermöglicht, ohne dass aufwendige Infrastruktur oder direkte Eingriffe an der Anlage notwendig sind. Die Kombination aus gezielter Sensorik und intelligenter Signalverarbeitung sorgt dafür, dass akustische Veränderungen klar erkennbar bleiben, trotz der komplexen Umgebungsbedingungen. Gleichzeitig erhöht sich die Sicherheit, da keine Arbeiten in großer Höhe durchgeführt werden müssen.

Ausblick: Akustik als Schlüssel zur Zustandsüberwachung

Das Projekt zeigt, welches Potenzial in der Kombination aus mobiler Robotik und akustischer Analyse liegt. Insbesondere in Bereichen, in denen visuelle Inspektionen an ihre Grenzen stoßen oder nur eingeschränkt möglich sind, eröffnen sich neue Möglichkeiten der Zustandsüberwachung.