UdZForschung 1/2020

12 UdZForschung – Unternehmen der Zukunft 1/2020 FIR-Forschungsprojekte – Leitthema: Industrie & Umwelt Projekt: ReStroK Stromgestehungskosten von Onshore- Windenergieanlagen reduzieren Reduktion der Stromgestehungskosten unter Nutzung von historischen und aktuellen Betriebs- und Servicedaten von Onshore-Windenergieanlagen ImRahmendes Projekts ‚ReStroK‘ werdendie Stromgestehungskosten vonOnshore-Windenergieanlagen durch die Optimierung der Wartungs- und Instandhaltungsaktivitäten, der Restlebensdauer und der Betriebsführung reduziert. Das Projekt versetzt dadurch KMU in die Lage, das volle Potenzial ihrer Windparks auszuschöpfen und so auch nach Ende der im Erneuerbare-Energien-Gesetz festgelegten 20-jährigenDauer derMindestvergütungmit anderenEnergieerzeugungsmethodenerfolgreichzukonkur- rieren. AbBeginn des Jahres 2021 verlieren rund 6.000Windenergieanlagen (WEA) ihren Förderanspruch. Bis 2026 steigt diese Zahl auf 14.000WEA an. 1 Diese Anlagenwerden sich dann ohne Subventionierung am Markt behauptenmüssen.² Zwar sind dieWEAmittlerweile abgeschrieben, jedoch verursachenWartung und Instandsetzung erhebliche Kosten.Wie gut sichWindstromEEG-frei vermarkten lässt, hängt also von den Betriebskosten und somit stark von den Instandhaltungskosten der WEA ab.³ Das Projekt ‚ReStroK‘ (FörderkennzeichenEU-2-2-029)wird inZusammenarbeitmit dem Center forWindPower Drives (CWD), dem Institute for Power GenerationandStorage Systems (PGS) , demBürgerwindpark Bürgerwindräder Rheinberg , psmWindService sowie psm Nature Power Service & Management durchgeführt. rimäres Ziel des Projekts ‚ReStroK‘ ist es, die Stromgestehungskosten von Onshore-Windenergiean- lagen zu reduzieren. Eine wichtige Rolle spielt dabei die Reduktion der Betriebs- und Instandhaltungskosten, da diese etwa 25 Prozent der Gesamtkosten pro Kilowattstunde ausmachen. 4 Um Betriebskosten zu reduzieren, sind vor allem bessere Kenntnisse über den Anlagenzustand von hoher Bedeutung. Mithilfe besserer Kenntnisse über den Anlagenzustand kann anstelle der heute zumeist präventiv vorausbestimmten In- standhaltungsstrategie eine zustandsori- entierte Instandhaltungsstrategie verfolgt werden. Während bei der vorausbestimm- ten InstandhaltungWartungen regelmäßig in festen Intervallen durchgeführt werden, erfolgenWartungenbei der zustandsorien- tierten Instandhaltung inAbhängigkeit des Zustands. 5 Damit eine zustandsorientierte Instandhaltung umgesetzt werden kann, müssen die von den Serviceunternehmen gesammelten Zustandsdaten sowie die P Wartungshistorien (Ereignisdaten) der Windenergieanlagen nutzbar gemacht und ausgewertet werden. Heute werden Auffälligkeiten im Rahmen der Wartung zwar in Serviceberichten vermerkt, je- doch dienen diese in erster Linie zur Dokumentation und werden nicht immer für weitergehende Analysen verwendet. Die Heterogenität der vorhandenen Daten, zu denen vor allem von zahlreichen Sensoren an den Anlagen erhobene SCADA( supervisory control and data ac- quisition )- und CMS( condition monito- ring system )-Daten zählen, erschwert es KMU, diese zu nutzen und daraus einen Mehrwert zu generieren. Im Projekt ‚ReStroK‘ liegt der Fokus daher auf der übergreifenden und umfang- reichen Betrachtung und Analyse sowohl technischer Datensätze als auch histo- rischer Serviceberichte sowie allgemeiner Anlagenkonfigurationen, umdie anvisierte Senkung der Stromgestehungskosten zu erreichen. Hierfür ist entscheidend, das implizit vorhandene Wissen, d. h. das Erfahrungswissen der Servicetechniker, für die Optimierung von Wartungen nutz- bar zumachen, das impliziteWissenmit der formalen Anlagenstruktur in Verbindung zu bringen und aus den so gewonnenen Erkenntnissen Handlungsempfehlungen für Servicetechniker und Betriebsführung abzuleiten. Die Handlungsempfehlungen müssen in eine intuitiv anwendbare Form überführt werden, sodass der wirt- schaftliche Aufwand ihrer Anwendung für Ser viceunternehmen ver tretbar ist und eine Integration in die vorhan- denen Serviceprotokolle erfolgen kann. Unbedingt erforderlich ist hierfür die Integrierbarkeit in bestehende IT-Systeme und Prozesse der Serviceunternehmen. Experten zufolge müsse dabei die Kom- 1 s. Czechanowsky 2018 ² s. Wetzel 2018 ³ s. Bundesverband WindEnergie 2018 4 s. Morthorst et al. 2009, S. 204 5 s. Grothe 2018