ReStroK

Reduktion der Stromgestehungskosten unter Nutzung von historischen und aktuellen Betriebs- und Servicedaten von Onshore-Windenergieanlagen


Das Forschungsvorhaben ReStroK befasst sich mit der Fragestellung, wie das Potenzial vorhandener Datensätze von Onshore-Windenergieanlagen genutzt werden kann, um durch anlagenübergreifende Kombination und Analyse der Datensätze die Stromgestehungskosten der Anlagen zu reduzieren. Dadurch wird die Wirtschaftlichkeit erhöht und somit auch die Wettbewerbsfähigkeit der Windenergieanlagen gegenüber anderen Energieerzeugungsmethoden gestärkt. Die Projektergebnisse befähigen vorrangig KMU aus der Windbranche zu einer Effizienzsteigerung in den Aufgabengebieten Wartung und Betriebsführung.

Ausgangssituation

Bei der Erreichung einer zuverlässigen, bezahlbaren und umweltschonenden Energieversorgung für Deutschland spielt die Windenergie eine tragende Rolle. Jedoch führen neue gesetzliche Regelungen zu marktverschärfenden Bedingungen, die eine Kostenreduzierung des Betriebs zwingend erforderlich machen. Gründe für die geringe Wettbewerbsfähigkeit gegenüber anderen Energieerzeugungsmethoden sind die im Vergleich zur Planung geringeren Erträge (z. B. durch zu optimistische Schatzung des Windpotenzials) zusammen mit den tendenziell zu niedrig kalkulierten Betriebskosten und der geringeren Förderung für WEA. Verstärkend wirkt der Effekt von steigenden Betriebskosten mit der Alterung der Anlagen.

Das Potenzial vorhandener Daten für die Optimierung der Betriebsführung und Instandhaltung wird derzeit kaum ausgeschöpft, obgleich durch die Möglichkeiten der Digitalisierung und Vernetzung weitreichende Möglichkeiten zur Erhöhung des Energieertrags und somit der Wirtschaftlichkeit von WEA existieren. Die Analyse historischer Wartungsdaten und entsprechend getroffene Maßnahmen zur Wiederherstellung des Soll-Zustands sowie die Adjustierung von Einzelanlagen im WEA-Verbund auf Basis von Leistungskennlinien ermöglichen eine Erhöhung der technischen Verfügbarkeit und somit des Energieertrags. Gleichzeitig wird die Verringerung der Betriebskosten durch die Minimierung der Wartungskosten erreicht. Jedoch mangelt es Betreibern und Dienstleistern aktuell an Instrumenten zur Aggregation von Daten aus unterschiedlichen Quellen. Besonders bei KMU werden die relevanten Daten oftmals in unterschiedlichen, nicht kompatiblen Dateiformaten bei unterschiedlichen Akteuren der Wertschöpfungskette gespeichert und unabhängig voneinander ausgewertet. Für KMU besteht das Problem darin, dass die Datenaggregation zunächst mit hohen Kosten verbunden ist und keinen direkten Nutzen zeigt. Erst wenn Daten sinnvoll kombiniert und analysiert werden, wird der Nutzen der Kombination verschiedener Daten sichtbar. An dieser Stelle knüpft das Forschungsprojekt ReStroK an.

Zielsetzung

Zielsetzung des Forschungsvorhabens ReStroK ist es, die Stromgestehungskosten unter Nutzung von historischen und aktuellen Betriebs- und Servicedaten von Onshore-Windenergieanlagen zu reduzieren. Es gilt, die technischen und wirtschaftlichen Potenziale von vernetzten Windenergieanlagen (WEA) nutzbar zu machen. Auf Basis von historischen und aktuellen Betriebsdaten (SCADA und CSM), historischen Serviceberichten, dem Wissen der Servicetechniker und formellen Anlagenkonfigurationen und Stammdaten der berücksichtigten WEA sollen konkrete Handlungsempfehlungen für WEA-Betreiber, Servicetechniker und Betriebsführer abgeleitet werden.

Alle Handlungsempfehlungen zielen auf eine Senkung der Betriebskosten und Erhöhung der Verfügbarkeit ab, um so einen wirtschaftlichen Mehrwert zu schaffen. Um diesen Mehrwert für die Praxis nutzbar zu machen, werden drei konkrete Anwendungsfälle ("Use-Cases") entwickelt. Aufbauend auf Ergebnissen von Auswertungsstrategien, die entwickelt und angewandt werden, werden Instandhaltungsaktivitäten veranlasst und koordiniert (Use-Case I), die Restlebensdauer einzelner Anlagen berechnet (Use-Case II) und das Anlagenverhalten im Windparkverbund untersucht (Use-Case III). Die Ergebnisse der Use- Cases werden in eine prototypische Umsetzung mit Hilfe eines app-basierten Softwaredemonstrators sowie eines Planspiels zur Qualifizierung von Servicetechnikern und Betriebsführern überführt. Die Projektergebnisse befähigen vorrangig KMU aus der Windbranche zu einer Effizienzsteigerung in den Aufgabengebieten Wartung und Betriebsführung.