Der Preisträger Alex Peer Intemann 2022/23
In der prämierten Masterarbeit von Alex Peer Intemann geht es um eine laserbasierte Schwingungs- und Deformationsmessung von Rotorblättern an Windenergieanlagen. Die Rotoren sind ein sehr empfindlicher Teil von Windenergieanlagen, denn sie sind in besonderem Maß den enormen Kräften des Windes ausgesetzt. Das gilt gleichermaßen für Anlagen an Land wie auf See. Der ständige Wind bewirkt Verformungen, die nach heutigem Kenntnisstand bei der Konstruktion eingeplant werden, aber dennoch schwer vorherzusagen sind. Für den sicheren Betrieb einer Anlage ist es wichtig, den Zustand der Rotorblätter zu kennen. Wenn Schäden rechtzeitig festgestellt werden, kann eine Reparatur die Lebensdauer einer Windenergieanlage verlängern und Stromerträge sicherstellen. Die Informationen über die Art der Deformation können zusätzlich dazu beitragen, neue Rotorblätter so zu konstruieren, dass sie weniger anfällig sind, den Kräften des Windes besser standhalten und seine Energie effizienter einfangen können.
Normalerweise sind Messungen an Rotorblättern von bestehenden Anlagen sehr aufwändig. Alex Peer Intemann hat nun ein laserbasiertes Verfahren entwickelt, mit dem aus einer Entfernung von über 200 Metern zu einer Anlage ohne Betriebsunterbrechung der Zustand eines Rotorblatts sehr genau ermittelt werden kann. Erprobt wurde das Verfahren mit zwei regionalen Unternehmen an bestehenden Windenergieanlagen. Die Ergebnisse der Arbeit können unmittelbar dafür genutzt werden, die bisher üblichen Simulationen des Anlagenverhaltens zu überprüfen und eine Optimierung der Rotorblattauslegung zu erreichen. So kann Gewicht gespart und die Leistung einer Anlage erhöht werden. Zusätzlich können Betriebskosten und damit auch die Kosten, die für die Umwandlung von Wind in elektrischen Strom notwendig sind („Stromgestehungskosten“), reduziert werden. Die Messungen vermögen auch dazu beizutragen, dass Anlagen länger laufen können, wenn keine Schäden identifiziert werden.
Alex Peer Intemann hat mit seiner Masterarbeit im Fachbereich Produktionstechnik am Bremer Institut für Messtechnik, Automatisierung und Qualitätswissenschaft (BIMAQ) der Universität Bremen einen praxisrelevanten Beitrag für den weiterhin dringend notwendigen Windenergieausbau geleistet. Das zeigt nicht zuletzt das internationale wissenschaftliche und unternehmerische Interesse der beteiligten Firmen. Diese Argumente überzeugten auch die Jury des CAMPUS PREISES, die insbesondere die konkrete Anwendbarkeit des untersuchten Verfahrens hervorhebt. Alex Peer Intemann bedankt sich beim BIMAQ für die ihm dort eröffneten Möglichkeiten. „Die Auszeichnung durch den Campus Preis hat mir gezeigt, dass die Forschung, zu der ich einen Beitrag leisten durfte, nicht nur technisch interessant ist, sondern auch inhaltlich in die richtige Richtung weist.“
Die Preisträgerin Dr. Esther Thomsen
In ihrer Dissertation untersuchte Esther Thomsen, welche Auswirkungen die Abwässer von Aquakulturen auf das Ökosystem der Seegraswiesen haben. Seegraswiesen wachsen in den flachen Küstenmeeren und bedecken weltweit eine Fläche von nahezu 18 Millionen Hektar. Die Daten für Esther Thomsens Arbeit wurden über einen Zeitraum von neun Jahren auf der Insel Hainan in China gesammelt. Dabei arbeitete sie eng mit Partnern vor Ort sowie in Rostock und Hamburg zusammen.
Aquakulturanlagen wirken sich durch einen hohen Stickstoffeintrag besonders nachteilig auf küstennahe Seegraswiesen aus, die wichtige ökologische Funktionen erfüllen. Sie binden CO2, bieten Nahrung und Schutz für viele Arten und sind Rückzugsräume für Jungtiere. Seegräser filtern Stickstoffe aus dem Wasser und können so einer Überdüngung vorbeugen. Doch ist dieses Ökosystem erst einmal geschädigt, kann es viele dieser wichtigen Leistungen nicht mehr erbringen. Die Folgen reichen vom Verlust der Artenvielfalt bis hin zu CO2-Anstieg in den Küstengewässern. Erstmals hat Esther Thomsen einen Schwellenwert für Stickstoff im Wasser berechnet, ab dem die Gefährdung der Seegräser einsetzt. Dieser Indikator kann genutzt werden, um dem Verlust dieser wichtigen Ökosysteme vorzubeugen, bevor die Schädigung irreversibel ist. Die Methode ist nicht nur in Hainan anwendbar, sondern auch auf andere Regionen übertragbar.
Esther Thomsen hat die Ergebnisse ihrer Untersuchungen den Betroffenen vor Ort vorgestellt. Dazu zählen vor allem Fischer, die von der Klein- und Subsistenzfischerei leben und deren Nahrungsgrundlage gefährdet ist, wenn Seegraswiesen durch die ungehemmt betriebenen Aquakulturanlagen zerstört werden.
In Hainan kam es auch zu einer Renaturierung von großen Flächen, die ehemals für Aquakulturen genutzt wurden, und zu einer Neupflanzung von Mangroven auf diesen Flächen. Auch Seegräser wurden wieder angesiedelt. Verbleibende Anlagen müssen zwingend mit einem Abwasserreinigungssystem ausgestattet und nachhaltiger gestaltet werden, so der Rat der Forscherin
Esther Thomsen arbeitet derzeit im „Project Seagrass“ in Schottland. Sie freut sich über die Anerkennung, weil sie die aus ihrer Sicht so dringend nötige Aufmerksamkeit auf diese vielfach unterschätzten Unterwasser-Pflanzen lenkt: „Ich hoffe, mit meiner Arbeit dazu beitragen zu können, dass die Problematik der Überdüngung nicht nur rechtzeitig erkannt, sondern künftig auch durch Abwasserreinigungssysteme verhindert wird“, so Esther Thomsen. „Nur durch die langjährige und enge Zusammenarbeit von Wissenschaftler:innen ist es überhaupt möglich gewesen, einen solchen Schwellenwert zu ermitteln“, erklärt die Forscherin und plädiert für mehr Langzeitstudien wie ihre.