Experimentelle Untersuchung von Eisfall

Experimentelle Untersuchung von Eisfall von WEA

Kontakt: Markus Drapalik

Die Untersuchungen des Instituts für Sicherheits- und Risikowissenschaften (ISR) zur Gefährdung durch Eisfall waren anfänglich getrieben durch den vergleichsweise kurzfristigen Bedarf der österreichischen Betreiber nach Gutachten zu dieser Thematik.

Davon ausgehend, dass, aufgrund der vergleichsweise geringen Anzahl an Vereisungsereignissen sowie der technischen Schwierigkeiten der Beobachtung derselben in der Natur, keine ausreichende Stichprobenzahl in erwartbarer Zeit zu erhalten wäre, wurden unter dem damaligen Institutsvorstand Wolfgang Kromp erstmalig Probekörper aus Holz in verschiedenen Größen und Formaten für Abwurfversuche angefertigt. Diese wurden aus verschiedenen Höhen abgeworfen und die resultierenden Fallweiten erhoben. Der Vereinfachung, die in den meisten ballistischen Modellen angenommen wird, folgend, wurden quaderförmige Probekörper in verschiedenen Dimensionen hergestellt. Die Abwürfe wurden sowohl von Hubschraubern aus, als auch von Windenergieanlagen durchgeführt.

Während diese ersten Versuche bereits nützliche Einblicke in die Herausforderungen, die sich in der Untersuchung von Eisfall ergeben, lieferten, zeigte sich bald, dass die starke Vereinfachung der Probekörper einen wesentlichen Einfluss haben könnte.

Daher wurden Beobachtungen real stattfindenden Eisfalls durchgeführt, wobei Form und Größe fallender Eisstücke, Eismengen auf Rotorblättern, sowie die Flugbahnen und Verteilungen der Fragmente am Boden erhoben wurden (link Eisabfall-Beobachtungen). Ausgehend von diesen Daten wurden weitere, fortgeschrittene Experimente mit künstlichen Probekörpern durchgeführt, da mithilfe der vergleichsweise selten stattfindenden natürlichen Ereignisse keine statistisch robuste Datenbasis generiert werden kann.

Im Rahmen dieser Experimente, die im Projekt Eisball (link) weitergeführt und im Projekt Urbane Windenergie (link) auf Kleinwindkraft erweitert werden, wurden zusätzlich zu den bestehenden, stark vereinfachten Probekörpern eine Reihe naturnaher Probekörper produziert. Diese wiederum wurden in verschiedenen Detail-Abstufungen hergestellt, um den Einfluss der Vereinfachung auf das Ergebnis der Experimente zu untersuchen.

Bislang wurden mithilfe der Energie Burgenland Windkraft (http://www.energieburgenland.at/oekoenergie/windkraft/unternehmen/kurzportraet.html) zwei Abwürfen von jeweils 205 bzw 275 Probekörpern durchgeführt. Dabei wurden Sowohl Fallweiten aufgezeichnet, als auch teilweise die Trajektorien der einzelnen Probekörper. Die so generierte Datenbasis ist die weltweit einzige zur systematischen, experimentellen Beforschung von Eisfall und Eiswurf.

Publikationen der Ergebnisse finden sich unter anderem hier:

Drapalik, Markus: Experimental investigation of risk from ice throw and ice shed. Winterwind, FEB 6-8, 2017, Skellefteå, Sweden, http://winterwind.se/wp-content/uploads/2015/08/3_1_03_Drapalik_Experimental_investigation_of_risk_from_ice_throw_and_ice_shed_Pub_v1.pdf

Drapalik, M; Bredesen, R E: Experimental validation of models for ice shed risk analysis. World Wind Energy Conference, WWEC2017, , 12, JUN 12-14, 2017, Malmö, Sweden, https://wwec2017.com/wp-content/uploads/2017/06/Drapalik-Bredesen-Experimental-validation-of-models-for-ice-shed-risk-analysis.pdf

Drapalik, M.; Formayer, H.; Kromp, W. & Pospichal, B.; Budelmann, H.; Holst, A. & Proske, D. (Eds.): Risk of ice shed from wind turbines. Proceedings of the 9th International Probabilistic Workshop, 2011

Universität für Bodenkultur Wien