Fraunhofer-Gesellschaft

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Eisansatz verhindern

Funktionsoberflächen für industrielle Anwendungen helfen, Funktionsausfälle und Stillstandszeiten durch Eisanhaftung zu reduzieren
 
: Sell, S.; Rehfeld, N.; Kreider, A.; Stake, A.; Widrat, M.; Föster, V.; Stenzel, V.

Magazin für Oberflächentechnik : mo 67 (2013), No.3, pp.20-23
ISSN: 0026-0797
German
Journal Article
Fraunhofer IFAM ()

Abstract
Eisablagerungen auf Rotorblättern von Windkraftanlagen beeinflussen nicht nur die aerodynamischen Verhältnisse, sondern es entstehen auch Unwuchten durch ungleichmäßige Masseverteilung, die Schäden nach sich ziehen können. Um die Eisbildung zu verhindern, gibt es mehrere Lösungsansätze. Bewährt hat sich die Warmluftbeheizung der Rotorblätter, jedoch mit hohem Energieaufwand. Mechanisches Enteisen ist durch aufblasbare Gummiprofile möglich oder mit Düsen für chemische Enteisungsmittel. Die Verfahren sind jedoch aufwändig und wartungsintensiv. Bei Anti-Gefrier-Beschichtungen werden sog. Anti-Gefrier-Proteine zugesetzt, die an der Grenzfläche Beschichtung-Eis einen flüssigen Wasserfilm bilden und so die Eisanhaftung herabsetzen. Andere Anti-Ice-Beschichtungen bestehen aus unpolaren, zusätzlich mit Nano- oder Mikrorauigkeiten versehenen Schichtsystemen, so dass das Eis nur geringe Haftkräfte zur Lackoberfläche aufweist. Zu den Anti-Ice-Beschichtungen zählen auch die ultra- und superhydrophoben Systeme. Jedoch können Wassermoleküle in die Mikrokapillaren eindiffundieren und als Kristallisationskeim dienen. Besondere Aufmerksamkeit verdienen heizbare Beschichtungen, auch in Kombination mit hydrophoben Schichten. Auf diese werden Graphit- und Kohlenstoff-Nanoröhrchen aufgesprüht. Durch die elektrische Leitfähigkeit lässt sich eine großflächige Widerstandheizung realisieren, die effektiver ist als die Warmluftheizung. Bei Windkraftanlagen muss jedoch der Blitzschutz beachtet werden, der nicht leitfähige Rotorblätter erfordert. Bei Lösung dieser Problematik könnten auch solche Beschichtungen für Flugzeuge angewendet werden. Weitere Entwicklungen werden im IFAM durchgeführt.

: http://publica.fraunhofer.de/documents/N-238869.html