Windkraftanlagen sind von Natur aus vielen Witterungseinflüssen ausgesetzt. Dementsprechend anfällig sind sie auch für Blitzeinschläge, starken Niederschlag und die zunehmend extremen Wetterereignisse, die mit der Klimakrise einhergehen. Aus diesem Grund werden Windkraftanlagen oft überdimensioniert und mit zusätzlichem Material versehen, um sie vor Schäden zu schützen. In Hinblick auf Schäden und Verschleiß kann das zwar sinnvoll sein, sorgt aber gleichzeitig für einen unnötigen Materialverbrauch und höhere Kosten.
RTDT Laboratories ist ein Spin-Off der ETH Zürich. Mit „Aerosense“ hat es ein Produkt entwickelt, das an den Rotorblättern von Windkraftanlagen angebracht werden kann. Dort erfasst es aerodynamische, akustische und strukturelle Daten. Ursprünglich war Aerosense als Instrument für eine präventive Wartung gedacht: Die Daten sollten dazu dienen, Ausfälle der Anlagen frühzeitig zu erkennen. Das Team erkannte allerdings, dass die von Aerosense gelieferten Daten auch zur Verbesserung des Designs von Windkraftanlagen nützlich sind.
Echtzeitdaten helfen dabei, das Design von Windkraftanlagen zu optimieren
So wie ein Fitness-Tracker am Handgelenk dir Einblicke in deine Herzfrequenz, die Schrittzahl und die Schlafqualität bietet, liefert Aerosense Herstellern Daten über ihre Windkraftanlagen. Das RTDT-Team nennt Aerosense ein „smartes Pflaster“, das sich innerhalb von fünf Minuten einfach auf das Rotorblatt einer Windkraftanlage aufkleben lässt. Das Produkt übermittelt dann Echtzeitdaten, darunter Temperatur, Geräuschemissionen und Vibrationen. Diese Informationen helfen den Wissenschaftler:innen dabei, die Konstruktion von Windkraftanlagen anzupassen und so zu optimieren, dass sie weniger Material brauchen oder ihre Aerodynamik verbessert wird.
Die optimierten Windkraftanlagen verbrauchen zwischen fünf und zehn Prozent weniger Material, was auch die Produktionskosten für Hersteller senkt. Auch wenn das erst einmal nach wenig klingt, sollte man im Hinterkopf behalten, dass im Jahr 2024 weltweit 23.098 neue Windkraftanlagen installiert wurden. Hätten diese Windkraftanlagen nun aufgrund einer effizienteren Konstruktion bis zu zehn Prozent weniger Stahl und Beton verbraucht, hätte das deutlich weniger Material bedeutet. Und das würde gleichzeitig zu weniger Abfall führen, ganz zu schweigen von den geringeren CO2-Emissionen, die für die Herstellung der Materialien erforderlich gewesen wären.
Die Kraft des Windes im Kampf gegen den Klimawandel
Laut der Europäischen Komission reicht bereits ein Betriebsjahr einer neuen Windkraftanlage aus, um alle verursachten Treibhausgas-Emissionen auszugleichen. Im Jahr 2024 hat Europa durch den Einsatz von Windenergie seine CO₂-Emissionen um 142 Millionen Tonnen reduzieren können – das entspricht den Emissionen von 185 Millionen Flügen von Los Angeles nach New York. Bei günstigen Wetterbedingungen können Windkraftanlagen rund um die Uhr laufen; zudem sind sie kostengünstig, langlebig und schnell einsetzbar.
Hand in Hand für eine „Revolution der Windkraftanlagen“
Im Jahr 2025 durchlief Aerosense eine einjährige Testphase in Österreich. Das Ziel war dabei nachzuweisen, dass es den extremen Wetterbedingungen standhält, denen Windkraftanlagen ausgesetzt sind. Aktuell ist der Plan, mit Herstellern zusammenzuarbeiten, die Rotorblätter mit bereits vormontierten Aerosense produzieren. Anschließen soll die Produktion auf Hunderte von Einheiten ausgeweitet werden.
Aerosense ist das erste Produkt dieser Art auf dem Markt. Das Feedback der Hersteller war bislang ausgezeichnet, wie Imad Abdallah, CEO von RTDT und leitender Wissenschaftler an der ETH Zürich, berichtet. „Wir können nun Hand in Hand mit Herstellern zusammenarbeiten, um etwas zu entwickeln, das Windkraftanlagen revolutionieren wird“, beschreibt er die nächsten Schritt des Teams.
