LBM²

Load Based Monitoring and Maintenance - Optimierung des Betriebs von Onshore-Windenergieanlagen durch ein lastgeführtes Überwachungssystem mittels Drehmomentsensoren


Das Ziel des Forschungsprojektes "LBM²" ist die Entwicklung eines kostengünstigen und leicht zu bedienenden Überwachungssystems für Windenergieanlagen (WEA) mittels zweier softwarebasierter Module, um den Betrieb und die Instandhaltungsplanung des gesamten Windparks (WP) zu optimieren.
 

Der Großteil der WEA in Deutschland wird von kleinen und mittleren Unternehmen betrieben. In den nächsten Jahren werden Subventionen für Strom aus WEA sukzessive reduziert werden. Neben technisch effizienteren Anlagen muss folglich auch der Betrieb der Anlage noch effizienter gestaltet werden. Durch eine wettbewerbsfähige Stromerzeugung mit WEA lassen sich somit nicht nur politische Ziele zur Förderung der erneuerbaren Energien erreichen, sondern auch kleinere und mittlere Unternehmen stärken.

Am Triebstrang von acht WEA eines WP werden dazu kostengünstige Sensoren installiert, welche die mechanischen Belastungen für ein Jahr messen. Zusammen mit Daten des Condition-Monitoring-Systems und der SCADA-Daten, werden Berechnungsmodelle zur Zustandsüberwachung entwickelt, welche ein erstes Softwaremodul bilden. Die Modelle beschreiben den Zusammenhang zwischen globalen Betriebsgrößen und der lokalen Beanspruchung einzelner Komponenten. Es werden Abnutzungen ermittelt und Restlebensdauern abgeschätzt, welche in die Instandhaltungsplanung einfließen. Das zweite Softwaremodul entspricht einem Simulationsmodell für Instandhaltungsprozesse. Durch Einbeziehung peripherer Daten wird der kostenoptimale Instandhaltungszeitpunkt auf Basis bewerteter und zuvor definierter Entscheidungsalternativen berechnet.

Im Projekt werden drei zentrale Ergebnisse angestrebt:

  1. Zustandsüberwachungssystem für WEA-Triebstränge zur lastgerechten Betriebsführung und prädiktiven Instandhaltung
  2. Simulationsmodul zur Bestimmung des optimalen Instandhaltungszeitpunktes im WP
  3. Softwarebasierter Demonstrator zur Verknüpfung und Veranschaulichung der Ergebnisse der Berechnungsmodelle