UdZ / Edition 03.21

UdZ 03.21 / 75 1 Operating or SCADA data Master data or Plant configuration Historical Service Reports Data Potential Potential Savings 18 – 25 % Maintenance costs 5 – 15 % System availability ReStroK Utilizes the potentials and realizes the reduction of the electricity production costs O nshore wind turbines (WTGs) make an important contribution to renewable energy production in Germany. After declining WTG additions in 2019 and 2020, the latest data from the German Wind Energy Association show strong growth again for the first half of 2021 (+62 percent compared to the first half of 2020) 1 . However, the operation of these WTGs is increasingly presenting those responsible with the challenge of rising cost pressures. This is due in particular to the expiry of EEG subsidies and rising operating & maintenance costs 2 . On average, 25 percent of the electricity production costs per kilowatt hour are attributable to operating and maintenance costs 3 . Thus, there is a considerable cost reduction potential here, which is to be made accessible by the research project ‘ReStroK’. Together with partners from research and industry, the FIR at RWTH Aachen University is investigating how prescriptive maintenance can be used to reduce operating and maintenance costs for onshore wind turbines as part of the ‘ReStroK’ research project. A maintenance strategy based on prescriptive maintenance aims to optimize maintenance measures in terms of time and personnel deployment. Prescriptive maintenance is a further development of the predictive maintenance concept: it is no longer just the condition of the object in question that is considered in order to carry out maintenance measures, but concrete measures are also recommended (“prescribed”) 4 . This is made possible by the evaluation of historical fault data and corresponding pattern recognition, which provide information about the current condition of the WTG. While there are already prescriptive maintenance approaches that O nshore-Windenergieanlagen (WEA) leisten einen wichtigen Beitrag für die Produktion von erneuer- baren Energien in Deutschland. Nach sinkenden Zubauzahlen von WEA in den Jahren 2019 und 2020 zeigen neueste Daten des Bundesverbandes Windenergie wieder ein starkes Wachstum für das erste Halbjahr 2021 (+ 62 Prozent im Vergleich zum ersten Halbjahr 2020) 1 . Der Betrieb dieser WEA stellt die Verantwortlichen allerdings zunehmend vor die Herausforderung des steigenden Kostendrucks. Dieser ist insbesondere auf den Auslauf der EEG- FörderungsowieaufsteigendeBetriebs-&Instandhaltungskosten zurückzuführen 2 . Durchschnittlich entfallen 25 Prozent der Stromgestehungskosten pro Kilowattstunde auf Betriebs- und Instandhaltungskosten 3 . Somit besteht hier ein beträchtliches Kostensenkung-spotenzial, das durch das Forschungsprojekt ‚ReStroK‘ zugänglich gemacht werden soll. Zusammen mit Partner:innenn aus Forschung und Industrie untersucht das FIR an der RWTH Aachen im Rahmen des Forschungsprojekts ‚ReStroK‘, wie Prescriptive Maintenance bei Onshore-WEA zur Reduktion von Betriebs- und Instandhaltungskosten eingesetzt werden kann. Eine Wartungsstrategie auf Basis von Prescriptive Maintenance zielt darauf ab, Instandhaltungsmaßnahmen in Bezug auf Zeit und Personaleinsatz zu optimieren. Prescriptive Maintenance bedeutet eine Weiterentwicklung des Predictive-Maintenance- Konzepts: Es wird nicht mehr nur der Zustand des fragli- chen Objekts betrachtet, um Instandhaltungsmaßnahmen durchzuführen, sondern es werden darüber hinaus konkrete Maßnahmen empfohlen („prescribed“) 4 . Möglich wird dies durch die Auswertung historischer Fehlerdaten und eine ent- sprechende Mustererkennung, die Auskunft über den aktuel- len Zustand der WEA geben. Während es bereits Prescriptive- 1 BundesverbandWindenergie e. V. 2021 2 s. Staffel u. Green 2014, S. 775ff.; DAI et al. 2018, S. 199ff.; Ziegler et al. 2018, S. 1261ff. 3 s. The EuropeanWind Energy Association 2009 4 s. Strack et al. 2021, S. 492f. 1 BundesverbandWindenergie e. V. 2021 2 Staffel u. Green 2014, p. 775 et seq.; DAI et al. 2018, p. 199 et seqq. Ziegler et al. 2018, p. 126 et seq. 3 The EuropeanWind Energy Association 2009 4 Strack et al. 2021, p. 492 et seq. Figure 1: Concept of ‘ReStroK‘ (own illustration)