Thermografische Strömungsvisualisierung an Rotorblättern von Windenergieanlagen

Für die Entwicklung neuer und die Optimierung bestehender Rotorblätter für Windenergieanlagen (WEA) ist die Kenntnis der Grenzschichtströmungszustände am realen Rotorblatt in Betrieb unverzichtbar. Die Grenzschichtströmung beeinflusst den Auftrieb sowie insbesondere den leistungshemmenden Widerstand und hat somit direkten Einfluss auf die Leistung der WEA. Aktuell zur Messung oder Visualisierung der Grenzschichtströmung an WEA eingesetzte Verfahren erfordern eine zeit- und kostenintensive Präparation der Rotorblätter und beeinflussen die zu messende Strömung. Ein für die nicht-invasive Erfassung der Strömungszustände geeignetes Verfahren ist die thermografische Strömungsvisualisierung. Diese erlaubt eine Identifikation vorhandener Strömungsbereiche anhand unterschiedlicher Oberflächentemperaturen. In Windkanalexperimenten hat sich das Verfahren als geeignetes Mittel zur Grenzschichtvisualisierung erwiesen. Eine Anwendung für Messungen an sich in Betrieb befindlichen WEA mit großem Messabstand und geringem verfügbarem thermischen Kontrast ist bis dato jedoch ausschließlich qualitativ erfolgt. Deshalb besteht das Ziel dieser Arbeit in der erstmaligen Charakterisierung der thermografischen Strömungsvisualisierung, der Abschätzung der Messbarkeitsgrenzen sowie der Entwicklung neuer Signalverarbeitungsmethoden, welche erstmals eine Identifikation und Lokalisierung verschiedener Strömungsbereiche an sich in Betrieb befindlichen WEA ermöglichen.