Eine Zusammenarbeit des Fraunhofer-Instituts für Integrierte Schaltungen IIS und des Fraunhofer-Instituts für Windenergiesysteme IWES hat ein neuartiges Sensorsystem entwickelt, das innere Schäden an Rotorblättern von Windenergieanlagen identifizieren kann – mit dem Potenzial, die Wartungsstandards insbesondere in Offshore-Windparks grundlegend zu verändern. Wartungseinsätze auf See sind komplex und teuer, Inspektionen logistisch anspruchsvoll. Nicht selten werden Rotorblätter vorbeugend und auf bloßen Verdacht hin ausgetauscht – mit Kosten von über 200.000 Euro pro Blatt und Fall.
Der Durchbruch beruht auf Schallemissionssensorik (Körperschallsensoren), die im Inneren der Rotorblätter angebracht wird. Die Sensoren erfassen Oberflächenwellen, die durch strukturelle Anomalien wie Risse, Brüche oder Erosion entstehen. Herzstück des Systems ist ein speziell entwickelter Chip aus dem Dresdner Team für analoge integrierte Schaltungen am Fraunhofer IIS. Dieser Chip filtert Rohdaten in Echtzeit, extrahiert charakteristische Schadenssignaturen und reduziert das zu übertragende Datenvolumen für Mobilfunknetze erheblich.
Ziel ist es, die Integrität der Rotorblätter aus der Ferne zuverlässig zu überwachen, die Verfügbarkeit von Anlagen zu erhöhen und Ausfälle zu verhindern, erläutert Björn Zeugmann, Gruppenleiter im Bereich Analog-IC-Design am Fraunhofer IIS. Das System knüpft an frühere Arbeiten des Fraunhofer IWES zur Erfassung akustischer Oberflächenwellen in Faserverbundstrukturen an. Durch das kontinuierliche „Mithören“ spezifischer akustischer Ereignisse wird eine frühzeitige Schadensdiagnose möglich – und kostspielige, rein verdachtsbasierte Kompletttauschaktionen lassen sich vermeiden. Gerade für Offshore-Anlagen unter rauen Einsatzbedingungen eröffnet das erhebliche Einsparpotenziale.
Der lokal signaturbasierte, datenarme Ansatz ermöglicht eine effiziente Zustandsüberwachung in Echtzeit – ein wesentlicher Enabler für vorausschauende und zustandsorientierte Instandhaltungsstrategien. Über die Windenergie hinaus spiegelt die Kombination aus miniaturisierter Sensorik, Edge-basierter Datenverarbeitung und automatisierter Fehlerdetektion zentrale Trends von Industrie 4.0 wider.
Auf der EMO Hannover 2025, der Weltleitmesse der Produktionstechnik (22.–26. September 2025, Hannover), ist mit einem deutlichen Fokus auf energieeffiziente Fertigung, IoT-gestützte Zustandsüberwachung und KI-basierte Predictive Maintenance zu rechnen. Auch wenn das Fraunhofer-Sensorsystem dort möglicherweise nicht gezeigt wird, finden Besucherinnen und Besucher in der Sustainability Area zahlreiche konzeptionelle Parallelen: Lösungen, die erneuerbare Energien, Prinzipien der Kreislaufwirtschaft und digitale Prozessketten gezielt in spanende Fertigung und Automatisierung integrieren. Wer die Anlagenverfügbarkeit steigern und Stillstandszeiten reduzieren will – ob in der Produktion oder in der Energieerzeugung –, profitiert insbesondere von Demonstrationen intelligenter Sensorsysteme, die Maschinen „abhören“ und damit ähnlichen Mehrwert schaffen wie die akustikbasierten Rotorblatt-Monitore der Fraunhofer-Institute.
Titelfoto von Pixabay auf Pexels
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