Windrad mit Schalldämpfer

Windkraftanlagen in der Nähe einer Siedlung dürfen auch bei starkem Wind nicht zu laut werden. Trotz sorgfältigster Konstruktion kann dies jedoch immer wieder vorkommen: Die Bewegung von Rotorblättern oder Zahnrädern kann Schwingungen im Getriebe anregen, die an den Turm des Windrads weitergeleitet und von dort großflächig abgestrahlt werden – die Anwohner hören störende Brummgeräusche.

Windkraftanlagen in der Nähe einer Siedlung dürfen nicht zu laut werden. (Foto: Bundesverband WindEnergie e.V.)

Brummen die Windkraftanlagen zu laut, dürfen sie nur unter Teillast betrieben werden. Sie drehen sich dann langsamer und erzeugen weniger Strom. In einigen Fällen müssen die Betreiber zusätzliche Dämpfungssysteme einbauen oder gar das Getriebe wechseln – eine teure Angelegenheit. Die bisher verwendeten passiven Dämpfungssysteme zeigen jedoch nur bedingt Wirkung: Sie schlucken lediglich Geräusche einer bestimmten Frequenz. Weil moderne Windkraftanlagen ihre Drehzahl der Windstärke anpassen, um möglichst viel Strom zu erzeugen, variiert auch die Frequenz der Brummgeräusche: Trotz Dämpfung dringen Brummtöne in die Umgebung.

Der Versuchsaufbau (Foto: Fraunhofer IWU)

Forscher des Fraunhofer-Institut für Werkzeugmaschinen und Umformtechnik in Dresden (IWU) haben jetzt gemeinsam mit Industriefirmen eine aktive Dämpfung entwickelt. „Diese Systeme reagieren selbstständig auf Frequenzwechsel und dämpfen Geräusche, egal wie schnell sich die Windenergieanlage dreht,“ erklärt André Illgen vom IWU. Herzstück des Systems sind Piezoaktoren: Sie wandeln elektrischen Strom in Bewegung um und erzeugen so „Negativschwingungen“, also eine Art Gegenlärm, der den Schwingungen des Windrads genau entgegengesetzt ist und sie auslöscht. Die Piezoaktoren sind an den Auflagern angebracht, die das Getriebe mit dem Gestell der Maschine verbinden. „In das System haben wir Sensoren integriert. Sie messen kontinuierlich die Schwingungen, die im Getriebe entstehen, und leiten die Ergebnisse an die Regelung der Aktoren weiter,“ sagt Illgen. Ein Funktionsmuster des aktiven Schwingungsdämpfers ist bereits entwickelt, im nächsten Schritt stehen nun Feldversuche an.

iwu/bal