Aber schauen wir uns den Weiterbetriebsprozess einmal von Anfang an. Die klassische Bewertung und Prüfung über den Weiterbetreib (kurz: BPW) setzt sich aus einem praktischen und einem analytischen Teil zusammen (siehe Abbildung klassischer Weiterbetriebs-Prozess). Den klassischen Teil übernimmt die Deutsche Windtechnik, der analytische Teil wird von unserem Partner apera engineers durchgeführt. Grenzen bestehen hier vor allem in der Berechnung der Restnutzungsdauer im analytischen Teil: In der Regel liegen nicht alle Informationen vor, die zur exakten Berechnung der Restnutzungsdauer nötig wären. So lassen sich z.B. die Turbulenz oder das Reglerverhalten nur näherungsweise bestimmen. Die tatsächlich ertragenen Lasten werden nur grob ermittelt und Bauteilreserven sind nicht immer bekannt. Folglich muss mit konservativen Annahmen gearbeitet und Unsicherheiten mit Sicherheitsabschlägen begegnet werden.
Optimierung der Weiterbetriebsprüfung mit LiTEplus
Um diesen konventionellen Prozess zu verbessern, kommt das Messsystem ins Spiel. LiTEplus ergänzt den analytischen Teil der Weiterbetriebsprüfung durch eine lückenlose Aufzeichnung der Lasthistorie der Anlage und die Überwachung wichtiger Strukturparameter. Die gemessenen Daten werden automatisch so ausgewertet, dass sie zusammen mit den SCADA-Daten für eine Anpassung und Validierung des Rechenmodells für den analytischen Teil unseres Partners apera engineers zur Verfügung stehen (siehe Abbildung messdatengestützter Weiterbetriebs-Prozess).
Die Technik hinter LiTEplus
Technisch besteht das Messsystem aus mehreren Cantilever Sensoren (kurz: CLS), die kontinuierlich die Dehnungen messen. In der Regel werden vier Sensoren im Fuß des Turms installiert. Die Sensoren bestehen aus einem Kragarm und einem gegenüberliegenden Näherungssensor. Die CLS messen die Dehnung, die durch die einwirkenden Lasten am Turmfuß entstehen. Sie erzeugen auf diese Weise ein Signal, das mit dem elektrischer Dehnungsmessstreifen vergleichbar ist. Der Vorteil gegenüber Dehnungsmessstreifen: Die induktive Wegmessung der CLS verhindert eine mechanische Verformungen der Sensorbauteile und liefert dadurch langfristig reproduzierbare Messwerte.
Die Vorteile durch LiTEplus
Das Hauptargument für die Installation des Messkonzeptes ist klar die Ausnutzung der Weiterbetriebspotenziale und die in der Regel damit verbundene Verlängerung der Weiterbetriebsdauer. Bisherige Projekte haben hier Verlängerungen bis zu 8 Jahren zum Beispiel bei REpower-Anlagen vom Typ MD77 gebracht. Die Installation von LiTEplus bringt aber weitere Vorteile mit sich:
- Es ist aufwandsarm nachrüstbar
- Geringe Ausfallzeiten durch Inbetriebnahme
- Teure Auflagen lassen sich möglicherweise ganz vermeiden
- Hochbelastete Bauteile werden zielgenauer bestimmt, so dass das technische Risiko reduziert werden kann
- Fortlaufende Überwachung der Tragstruktur für sicheren Betrieb
- Interessant für Anlagen, die bereits im Weiterbetrieb sind
Lohnt sich der Aufwand? Ein Praxisbeispiel schafft Klarheit.
Um LiTEplus greifbar zu machen und in die Praxis zu übertragen: Im Windpark Südergellersen haben wir das Messkonzept im Jahr 2021 an einer NM72, 1,5 MW, Baujahr 2001 installiert. Zunächst war die Deutsche Windtechnik für ein Weiterbetriebsgutachten mit einfachem Lastvergleich beauftragt. Hierbei stellte sich heraus, dass für die Anlage mit diesem Ansatz nur eine kurze Weiterbetriebszeit nachzuweisen war. Die kritischen Komponenten waren Maschinenträger, Turm und Blattwurzel, welche eine berechnete Restnutzungsdauer von 0,4 Jahren aufwiesen. Grund dafür war der Standort der Anlage, die in Hauptwindrichtung direkt hinter einer baugleichen Anlage steht und deshalb stärkerer Luftverwirbelung und Turmschwingungen ausgesetzt ist. „Weil die Anlage bis dato einwandfrei lief, wollten wir uns mit diesem Ergebnis nicht zufriedengeben“, berichtet Arne Beecken, Eigentümer dieser Anlage und Inhaber der BAE Energieerzeugung GmbH & Co. KG. Durch die Installation der LiTEplus Messtechnik – und das daraus resultierende, aktualisierte und messdatengestützte Gesamtgutachten – konnte die berechnete Weiterbetriebszeit, insbesondere der kritischen Komponenten, auf 6,5 Jahre angehoben werden. „Die Anlage läuft nach wie vor verlässlich und ohne Schäden an den Komponenten, die zunächst als kritisch erachtet wurden. Die Kosten, die für die LiTEplus-Installation 2021 angefallen sind, haben sich in den letzten vier Jahren amortisiert. Wir sind sehr zufrieden, dass wir die Anlage auf diese Weise möglichst lange weiterbetreiben können“, zieht Beecken ein Fazit.
Ihr Weg zu LiTEplus
Die Installation von LiTEplus wird von den Sachverständigen der Deutsche Windtechnik vorgenommen und lässt sich mit einer geplanten Inspektion verbinden, um Kosten zu reduzieren. Die Inbetriebnahme des Systems wird von den Experten von Bachmann Monitoring remote vorgenommen, so dass die Ausfallzeiten der Anlage minimiert werden. Kann der Datentransfer nicht über das Parknetz erfolgen, installieren wir LiTEplus optional mit einem integrierten Mobilfunkrouter. Die Inbetriebnahme dauert etwa einen halben Tag pro Anlage und die Messkampagne, je nach Standort, ungefähr drei bis sechs Monate.
Das klingt interessant? Dann kontaktieren Sie uns gerne!
Leon Dübbelde
Sales Manager
+49 421 69105244
sales-si@deutsche-windtechnik.com
