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Windenergie: On- & Offshore

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Check-up für Windkraftanlagen

Text: Steffen Biehl, Bachmann Monitoring
Auch Windräder kennen Leistungsdruck: Sie sollen mindestens 20 Jahre lang laufen, höchsten Ertrag erwirtschaften und dabei jederzeit planbar und zuverlässig Strom liefern. Condition-Monitoring-Systeme können helfen, das Ausfallrisiko und die Wartungskosten solcher Anlagen deutlich zu reduzieren.

Die Verfügbarkeit von Windenergieanlagen beeinflusst nicht nur die Amortisation der Anlage, sondern auch die zuverlässig planbare Bereitstellung von Energie im Netz. An windreichen Orten ist zwar viel Ertrag zu ernten, jedoch herrschen dort nicht selten extreme klimatische Bedingungen. Gerade in den Zeiten des Jahres, in denen es besonders stürmisch zugeht, müssen die Anlagen zuverlässig Strom produzieren.

Ertrag mit CMS optimieren

Hilfe dabei bieten Condition-Monitoring-Systeme (CMS): Sie liefern die notwendigen Fakten, etwa Erkenntnisse zum Zustand wichtiger mechanischer und elektrischer Komponenten der Wind­energieanlage, um eine Instandhaltung so zu planen, dass die energetische Verfügbarkeit der Anlagen kaum beeinflusst wird. Komponenten werden nicht mehr auf Verdacht oder aufgrund von Erfahrungswerten innerhalb festgelegter Zeitabstände ausgetauscht, sondern dann repariert, wenn es nötig ist. Die Systeme unterstützen den technischen Betriebsführer bei der Planung von Wartungsintervallen und dem Setzen von Prioritäten.

Zusätzlich liefert Condition-Monitoring Betreibern, Investoren und Versicherern ein praxisnahes und transparentes Bild des Anlagenzustands – und damit auch eines zu erwartenden Schadenrisikos. Dies ist von besonderem Interesse bei der Inbetriebnahme und auch zum Laufzeitende von sogenannten Vollwartungsverträgen und Gewährleistungszeiten. Denn zu diesem Zeitpunkt werden Serviceverträge und Versicherungsprämien neu kalkuliert.

Für Energieversorgungsunternehmen bietet Bachmann ein vollumfänglich nach den Richtlinien des Germanischen Lloyd zertifiziertes CMS an: Ω-Guard reduziert Stillstandszeiten von Turbinen und maximiert so deren Produktivität. Unter dem Namen „Retrofit CMS“ gibt es auch eine Alternative zur steuerungsintegrierten Lösung. Das CMS-Modul wird dabei unabhängig von der jeweiligen Steuerungsumgebung entweder als komplette Stand-Alone-Lösung oder als TopBox-Variante in einem vorhandenen Schaltschrank installiert.

Aktuell hat Bachmann in einem Retrofit-Projekt mehr als 1300 Windanlagen in fünf europäischen Ländern und den USA mit den Condition-Monitoring-Lösungen ausgerüstet. Sieben verschiedene Turbinentypen mussten dabei innerhalb eines Jahres umgerüstet werden. Die Umbau- und Inbetriebnahmezeiten sollten bei dem Projekt auf das Minimum beschränkt bleiben.

Eine der wichtigsten und zugleich umfangreichsten Aufgaben war das Risk Management für die Installation vor Ort. Dabei geht es vor allem um den Schutz der handelnden Personen und die Vorbeugung gegen Unfälle. In einer detaillierten Checkliste wurden dafür Gefahren erfasst, bewertet und im Vorfeld mit Maßnahmen belegt. Bis zu zehn Teams wurden mit Schulungen auf ihre Aufgabe vorbereitet und arbeiteten parallel. Die Herausforderung bestand darin, die Richtlinien und Gesetze verschiedener Länder und Betreiber zu beachten sowie die Besonderheiten jeder einzelnen Anlage.

Bei der Komplexität solcher Projekte ist neben der termin- und anlagengerechten Installation vor Ort vor allem das Datenmanagement eine Herausforderung. Benötigt werden lückenlose Dokumentationen der eingesetzten Komponenten und detaillierte Installations- und Abnahmeprotokolle. Bachmann hat dazu eine eigene Kommissionierungs-App für Smartphones und Tablets entwickelt. Sie ermöglicht die geführte Dokumentation eines jeden Arbeitsschrittes.

Mit der App kann das Installationsteam vor Ort zunächst alle Turbinen­daten erfassen und den Standort der Anlage automatisch mit seinen GPS-Koordinaten identifizieren lassen. Anschließend dokumentiert der Techniker die Seriennummern der verwendeten Komponenten und deren Einbauort sowie die Einbaulage der installierten Sensoren. Zusätzlich werden die Montagen bereits in der App mit Fotos hinterlegt. Spezialisten können später in einem Monitoring-Center darauf zugreifen, die Situation vor Ort beurteilen und Unregelmäßigkeiten im Betrieb leichter zuordnen. Auch das End of Installation Protocol (EIP) wird gleich vor Ort in der App vom Techniker und dem Verantwortlichen unterschrieben und anschließend an eine zentrale Datenbank gesendet.

Für die Zukunft (nach)gerüstet

Mit Hilfe des CMS ließen sich unter Berücksichtigung der saisonalen Rahmenbedingungen Wartungstermine, Personal und Material kostenoptimal planen. Mittelfristig sollen die Ergebnisse aus dem CMS zudem helfen, Instandhaltungsstrategien zu verbessern und die zu erwartenden Betriebskosten einer Anlage klarer zu prognostizieren. Defekte lassen sich so frühzeitig erkennen und damit drohende Folgeschäden verhindern, die einen längeren Ausfall der Anlage bedeuten würden.

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