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Betriebsführung

Weniger Kosten und Treibhausgase - Forschungsprojekt zu Betriebsführung

Wissenschaftler und Unternehmen entwickeln zusammen ein Konzept zur Prozessoptimierung, sodass Kosten und CO2 im Windkraftbetrieb eingespart werden.

Nicole Weinhold

Carsten Fichter, Professor an der Hochschule Bremerhaven, stellte das Projekt auf den Windenergietagen von Spreewind vor: Goodwind soll bei Betriebsführung und Service in der Windkraft Kosten und Treibhausgase einsparen helfen. Das von der Europäischen Union geförderte Projekt wird gemeinsam mit dem Servicedienstleister Deutsche Windtechnik und dem Planer und Betreiber WPD sowie der Versicherung Nordwest Assekuranz umgesetzt. Im Fokus der Idee steht eine engere Zusammenarbeit zwischen Unternehmen mit Datenaustausch.

CO2 durch Ersatzteilproduktion und Produktionsausfall der Anlage

Dabei wird laut Fichter davon ausgegangen, dass es hauptsächlich teure Vollwartungsverträge und keine vernetzte Arbeitsweise der Firmen im Betrieb von Windenergieanlagen gibt. Zum größten Teil werden komplette Komponenten anstatt Einzelteile getauscht. „Dies führt zu einer hohen Umweltbelastung“, so Fichter. Das liege an Produktionsausfall- und transportbedingten CO2-Emissionen. Zudem gibt es einen hohen Ressourcenverbrauch, zum Beispiel wenn man ein neues Getriebe statt einzelner Getriebekomponenten einbaut.

Geplant ist die Entwicklung einer unabhängigen Plattform, um Prozesse im Betrieb von Windenergieanlagen abzubilden. „Außerdem soll eine vernetze Lebenslaufakte einer Windenergieanlage entstehen“, so Fichter. Schwierig dürfte es werden mit dem Vorhaben, den Kommunikationsaustausch in und zwischen den Unternehmen anzukurbeln, zumal die Hersteller sehr zugeknöpft sind bei der Herausgabe von Informationen. Gleichwohl, am Ende sollen Optimierungsansätze ausgearbeitet und Synergien geschaffen werden.

Reduzierung der Betriebskosten durch längeren Betrieb

Zum anderen geht es wie gesagt um CO2. Einerseits wird CO2 eingespart, wenn es gelingt, Produktionsausfälle zu reduzieren, denn dann muss die ausgefallene Windleistung nicht durch Kohlestrom ersetzt werden. Um anderen fallen CO2-Emissionen weg, wenn Transporten reduziert werden, etwa für den Austausch von Großkomponenten. Ressourcen werden darüber hinaus durch einen längeren Betrieb von Komponenten geschont, wenn Einzelteile statt kompletter Aggregate getauscht werden, also Lager statt ganzes Getriebe. Eine Reduzierung der Betriebskosten soll durch den längeren Betrieb der Komponenten erreicht werden. Das reduziert wiederum die Stromgestehungskosten, was wichtig für die Ausschreibungen ist.

Partner WPD und Deutsche Windtechnik

In dem Projekt geht es nun darum, bestehende Strukturen aufzubrechen. Bisher pflegt jeder der Partner – Deutsche Windtechnik, WPD Windmanager und Nordwest Assekuranz – seine eigene Lebenslaufakte. Alle Prozesse von der Inbetriebnahme bis zum Rückbau einer Anlage sollen in eine Software übertragen werden – unternehmensunabhängig und übertragbar.

An Großkomponenten und häufig ausfallenden Komponenten soll das Thema CO2 angegangen werden bei Transporter für Kleinteile statt Lkws für Großkomponenten, fossiler Ersatz während eines Ausfalls, außerdem auch CO2-Äquivalent für die Herstellung. Bei der Kostenreduktion geht es um die Reduzierung der Arbeitszeit durch Vernetzung, um Basisservicewartung im Vergleich zur Vollwartung, um CMS, Produktionssteigerung durch weniger Ausfall und eine einheitliche Benennung zur Evaluation von Komponenten. Untersucht wird das Ganze zum einen an einer Vier-MW-Anlage in der Ausschreibung und zum anderen an einer Altanlage, die aus der EEG-Vergütung ausscheidet. Ziel ist es, die Servicekosten von 0,3,0,6 Cent/kWh zu reduzieren auf 0,25 Cent/kWh, Instandhaltung soll von 0,7 bis 1 auf 0,5 sinken. Bei der Betriebsführung soll reduziert werden von 0,2 Cent/kWh auf 0,05-0,1 Cent. Die Gesamtkosten sollen von 2 bis 2,6 auf 1,7 bis 1,9 Cent/kWh sinken.

Scada, CMS und Ölanalyse

Fichter fragt: „Wie bekommt der Betreiber mit, dass sein Getriebe einen Schaden hat?“ Scada, CMS und Ölanalyse sind nur einige Maßnahmen. Hier geht es auch um die Frage, ob die Informationen hier raus an alle Beteiligten gehen, sodass diese handeln können. Wenn nur der Betreiber die Daten sieht und denkt, er will lieber warten, weil er derzeit kein Geld für den entsprechenden Eingriff hat, ist das nicht hilfreich. Am Ende ist ein Getriebetausch viel zeitaufwändiger und teuer (150 bis 250.000 Euro) als eine frühzeitige Lagerreparatur mit Kosten von 10 bis 15.000 Euro.

Ziel ist also ein Reduzierung der Betriebskosten und eine Entlastung der Umwelt. Sobald Ergebnisse vorliegen, werden wir darüber berichten.

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