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Mensch & Umwelt

Eisbildung durch das Flugzeugprinzip

Ein Druckunterschied an den Rotorblättern verursacht eine Abkühlung des Luftstroms. Dies kann zur Eisbildung führen.
Tragfläche eines Flugzeugs, aus dem Fenster fotografiert.

Über der Tragfläche ist es kälter als darunter. Das gilt analog für die Rotorblätter von Windkraftanlagen. Bild: photocase.de

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Wenn der Sektkorken knallt, sinkt die Temperatur

Die Möglichkeit von Eisbildung an den Rotorblättern wird durch ein physikalisches Prinzip verstärkt: den Bernoullieffekt.
 
Windkraftanlagen nutzen zur Umsetzung der Bewegungsenergie des Windes in Rotationsenergie das Prinzip des Auftriebs, wobei der Bernoullieffekt eine Rolle spielt. Dieser Effekt beruht auf einem Luftdruckunterschied zwischen Vorder- und Rückseite der Rotorblätter. Eine ausführlichere Erklärung dieses Effekts ist unter dem nebenstehenden Link in unserem Technik-Tutorial zu finden.
 
Der Luftdruckunterscheid hat seine Ursache in einer plötzlichen Beschleunigung der Luft an der Hinterseite der Rotorblätter, durch die der Luftdruck an dieser Stelle plötzlich sinkt. Ein plötzlicher Druckabfall ist immer mit einer Reduzierung der Temperatur verbunden: Lässt man einen Sektkorken knallen, sinkt in der Flasche schlagartig der zuvor hohe Druck. Entsprechend schlagartig sinkt die Temperatur im Flaschenhals. Deshalb kondensiert die mit der Kohlensäure aus dem Sekt aufsteigende Flüssigkeit in der kalten Luft des Flaschenhalses und es entweicht ein kurzer Kondensationsschwaden aus der Sektflasche.
 
Das bedeutet analog, dass sich die an den Rotorblättern vorbeiströmende Luft durch den plötzlichen Druckabfall abkühlt. Bei Windkraftanlagen, die häufig kalter und zugleich feuchter Witterung ausgesetzt sind, kann dies die Möglichkeit der Bildung von Eis an den Rotorblättern verstärken. Anlagen mit großer Nabenhöhe können schon durch tief hängende Wolken für Eisbildung empfänglich sein.

Automatische Erkennung von Eisansatz

Verschiedene Mechanismen stehen zur Verfügung, um Eisansatz an den Rotorblättern von Windkraftanlagen automatisch zu erkennen. weiter

Eisabwurf ist selten und vermeidbar

Bei bestimmten Witterungsbedingungen können die Rotorblätter vereisen. Der Abwurf dieses Eises ist mit einfachen Mitteln vermeidbar. weiter

 

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