Wartungsarbeiten an Offshore-Windparks können schon bald zum Kinderspiel werden

Im Projekt, das sich nun im letzten Jahr seiner Laufzeit befindet, werden derzeit hochmoderne Inspektionsverfahren integriert und abschließende Tests an Offshore-Windkraftanlagen vorbereitet. Eine genauere und kostengünstigere Überwachung wird dazu beitragen, dass die Betreiber von Windkraftanlagen potenzielle Strukturmängel früher erkennen und Instandhaltungsarbeiten besser planen und terminieren können. Die Pionierarbeit mit Echtzeit-Drahtlosverbindungen bedeutet auch, dass das TOWERPOWER-System künftig eingesetzt werden kann, um den Zustand auf offener See von Land aus zu überwachen, was Zeit und Geld sparen würde.

Eröffnung neuer Möglichkeiten für den Offshore-Einsatz

Das Projekt baut auf einer wachsenden Marktnachfrage nach maßgeschneiderten Offshore-Lösungen auf. Bislang kämpften die Betreiber von Offshore-Windkraftanlagen mit der Optimierung ihrer Wartungs- und Inspektionsarbeiten und verloren so einen Wettbewerbsvorteil gegenüber anderen Energiequellen, die größere Kostenwirksamkeit erzielen konnten. Wenn man sich mit der wachsenden Nachfrage nach maßgeschneiderten Offshore-Lösungen befasst, bietet sich somit eine bedeutende Marktchance für Hightech-Unternehmen, und aus diesem Grund brachte das Projektkonsortium – das vom französischen Unternehmenscluster Capenergies angeführt wurde – fünf KMU, drei KMU-Verbände und drei Forschungszentren zusammen, um gemeinsam neue Lösungen zu suchen und zu entwickeln.

„Was dieses Projekt interessant macht, ist, dass es sich ausschließlich auf die Überwachung der rotierenden Baukörper von Offshore-Windkraftanlagen konzentriert“, sagt Projektkoordinatorin Dr. Céline Auger von Capenergies. „Obwohl es für den Onshore-Markt bereits sehr viele Überwachungslösungen gibt, sind sie häufig für Offshore-Anlagen nicht geeignet.“

Darüber hinaus gab es in den letzten zehn Jahren risikobasierte Ansätze zur Inspektion in der Öl- und Gasindustrie. Mit diesen konnten die Betreiber neue Strategien zur Inspektion und Kontrolle des Verschleißes am Baukörper ermitteln. Zur Entwicklung der Instandhaltungsplanung für die Offshore-Windkraftanlagen inspirierten einige dieser Techniken auch die Projektarbeiten von TOWERPOWER.

Leistungsfähige und praktische Lösungen

„Wir entschieden, uns insbesondere auf den Mast sowie die Inspektion des Übergangsstücks am Windrad zu konzentrieren. Das ist der Teil, der das Maschinenhaus trägt (der Bereich, in dem sämtliche energieerzeugenden Bauteile einer Windkraftanlage untergebracht sind)“, erklärt Auger. „Dieses Übergangsstück besteht aus einer Reihe von rund 40 mm dicken Stahlteilen, die mit einer 50 mm dicken speziellen Betonschicht zusammengefügt sind.“

Als Nächstes betrachteten die Projektpartner Möglichkeiten, um Schäden zu bewerten, und sie erprobten zwei Ultraschall-Techniken: Schallemission und geführte Wellen. Mit diesen Techniken konnten die Forscher große Oberflächenbereiche und Materialmengen bewerten, während sie gleichzeitig die genaue Lage eines Schadens ausfindig machen konnten.

„Wir sprechen dabei von 40 bis 50 Sensoren pro Mast, wobei die Daten anschließend aggregiert und vom Maschinenhaus an einen Kontrolleur an Land übertragen werden“, sagt Auger. „Wir haben zur Feinabstimmung der Apparatur bereits eine Vielzahl von Versuchen an Modellen und Simulationen durchgeführt. Bis zum Abschluss des Projekts im Jahr 2017 werden wir auch Umwelt- und Wetterbedingungen einkalkuliert haben.“

Eine Reihe von Tests auf See sind schon geplant. Mit ihnen wird man die Auswirkungen von Wellen und die Widerstandsfähigkeit der Verarbeitungseinheit überwachen können, bevor das gesamte System bereit ist, um an einer Offshore-Windkraftanlage getestet zu werden. Das abschließende Instrument, so Auger, wird kostengünstig und wettbewerbsfähig sein und Eigentümern, Betreibern und Versicherungsträgern von Windparks äußerst wertvolle Daten zur Verfügung stellen, um die Lebensdauer der Anlagen zu verlängern.

„Darüber hinaus werden wir einen Best-Practice- und Standardisierungs-Konzept für Testverfahren erstellen und ein Informations- und Schulungsprogramm für Wartungspersonal realisieren“, sagt sie. „Das wird für die Windenergiebranche von großem Wert sein, da es bislang noch keine Inspektionsstandards für diese strukturellen Bauelemente gibt.“

Weitere Informationen:
Projektwebsite