Offshore-Windkraftanlagen-Prüfung - eine Investition, die Millionen spart
Offshore-Windkraftanlagen-Prüfung - eine Investition, die Millionen spart
Defekte, Ausfallzeiten und teure Reparaturen könnten sonst gute 100.000 Euro pro Tag kosten
Weil die nächste Generation von Offshore-Windkraftanlagen größer und leistungsfähiger wird und kürzere Entwicklungszyklen hat, prognostiziert das dänische Unternehmen R&D Test Systems, dass Stresstests und weitere umfassende Tests entlang der gesamten Wertschöpfungskette von Windturbinen immer wichtiger werden. Sie ermöglichen Herstellern, neue Produkte unter realistischen Bedingungen zu bewerten und so Lebensdauer und Wartungsbedarf abzuschätzen. Dieser Prozess kann Millionen von Euro an Garantieansprüchen und Ausfallzeiten einsparen und gleichzeitig die Zuverlässigkeit erhöhen.
Obwohl es 30 Jahre her ist, dass Dänemark, die Heimat von R&D Test Systems, den weltweit ersten Offshore-Windpark in Vindeby gebaut hat, ist die Technik noch lange nicht am Ende ihrer Entwicklungsmöglichkeiten angelangt. Mit einer Kapazität von 25 Gigawatt liefert die Offshore-Windenergie derzeit nur drei Prozent des europäischen Stroms, aber die Region strebt bis 2030 eine Kapazität von 110 Gigawatt an. Und es sollen noch deutlich mehr werden. Dieser Zuwachs wird den Trend zu noch größeren Turbinen vorantreiben.
Um die Nachfrage nach größeren und leistungsfähigeren Offshore-Windparks zu befriedigen, entwickeln die Hersteller moderne Anlagen in kürzeren Zyklen. Diese müssen eine Reihe von Industrienormen erfüllen, von denen einige neu sind.
„Wir sind Experten für Prüfsysteme für Windkraftanlagen, einschließlich Gondeln, Rotorblätter, Getriebe und andere Schlüsselkomponenten. Es ist unsere Aufgabe, die aktuellen und kommenden Normen zu kennen und Prüfstände zu bauen, die flexibel für weitere Produktaktualisierungen anzupassen sind. Die Prüfstände decken nicht nur die neuen Normen ab, sondern ermöglichen auch kundenspezifische Tests“, sagt Sascha Heinecke, Vertriebsleiter von R&D Test Systems.
„Die nächste Generation von Windkraftanlagen muss so zuverlässig wie möglich sein. Tests sollten in der Entwicklungs- und Prototypenphase mit eingeplant werden, da diese Investition Millionen von Euro sparen kann. Durch frühzeitige Tests kann der Hersteller seine Konstruktion schneller und zu minimalen Kosten verbessern“, fügt Heinecke hinzu.
Reparaturen auf See können leicht 100.000 Euro pro Tag kosten
Der Einsatz von sehr knappen und oft gebuchten Spezialtechnikern kann Tage oder sogar Wochen dauern, um einen Schaden auf See zu beheben. Inklusive Hubschrauber und Spezialschiffe summieren sich die Kosten schnell auf 100.000 Euro pro Tag. Hinzu kommen die Kosten für Ersatzteile und die Einnahmeverluste durch stillstehende Turbinen.
„Die gründliche Prüfung von Komponenten ist von entscheidender Bedeutung, um das Risiko von Ausfallzeiten und Gewährleistungsansprüchen für die Hersteller von Windkraftanlagen zu minimieren. Dies wird umso wichtiger, je größer der Anteil der Offshore-Windenergie am kollektiven Energiemix wird“, sagt Heinecke.
Zuverlässiger Betrieb reduziert Gewährleistungsansprüche
Die Anzahl und die Größe von Windparks wachsen kontinuierlich. „Ein zuverlässiger Betrieb gewinnt an Bedeutung. Produktionsausfälle von Offshore-Windparks sollten immer nur aufgrund einer unzureichenden Windgeschwindigkeit auftreten und niemals aufgrund eines vermeidbaren Fehlers“, erklärt Heinecke.
R&D Test Systems verfügt über ein Team von Spezialisten, die schlüsselfertige Prüfstände für Windkraftanlagen entwickeln und liefern. Sie arbeiten mit den Herstellern zusammen, um mögliche Kostenvorteile zu ermitteln.
Testen optimiert die Wertschöpfung
R&D Test Systems prognostiziert, dass Funktionsprüfungen sowie Belastungstests ein wichtiger Bestandteil der Wertschöpfungskette in der Offshore-Windenergie sein werden, da die Investition in Tests Kosteneinsparungen ermöglicht. Dienstleistungen einschließlich der Produktwartung dienen der besseren Kundenbindung und sind ein Schlüsselelement moderner industrieller Wertschöpfungsketten: Das Testen ist ein wichtiger, aber anspruchsvoller Teil davon.
„Es gibt etwa acht kritische Komponenten, die wir im Triebsstrang moderner Offshore-Windenergieanlagen testen: Zusammen machen sie etwa 30 Prozent der Produktionskosten aus. Die Rotorblätter zum Beispiel sind kritische Komponenten, die einen bedeutenden Teil der Wertschöpfung darstellen und für die wir spezielle Tests anbieten, ebenso wie für andere Komponenten und komplette Anlagen“, sagt Heinecke.
Wirtschaftliche Vorteile
Die Investition in Tests ist ein erheblicher Kostenfaktor, aber Hersteller von Windkraftanlagen sehen auch den finanziellen Nutzen.
„Wenn bestimmte Tests dazu beitragen, das Risiko eines Ausfalls der Anlage zu verringern, ist das für den Hersteller Teil einer Kosten-Nutzen-Rechung“, schließt Heinecke.
Das Expertenangebot von R&D Test Systems umfasst eine stark beschleunigte Lebensdauerprüfung (HALT highly accelerated life-time testing) und den weltweit größten Prüfstand für Gondeltests in Originalgröße. Die Windkraftsimulation, die von einem 25-MW-Motor von R&D angetrieben wird, ermöglicht den Herstellern, Schwachstellen zu entdecken und Ausfallmechanismen zu bestimmen.
Weitere Tests umfassen:
- Getriebeprüfstand – für Funktions-, End-of-Line- oder HALT-Tests von Getrieben.
- Lagerprüfstand – maßgeschneidertes Prüfsystem für Großlager.
- Dual Axis Exciter – ein mehrachsiges Ermüdungsprüfsystem für Rotorblätter in Originalgröße.
- Regen-Erosions-Prüfgerät (Rain Erosion Tester) zum Testen der Vorderkanten von Rotorblättern, die den Industriestandards entsprechen.
- Pitch-System-Prüfstand – maßgeschneiderter Prüfstand für komplette Systeme zur Blattverstellung oder für Rotorblatt-Lager.
- Gierringprüfstand – für die Prüfung von Gierringsegmenten.