Am 13.02.2020 hielt Thomas Gellermann für den Verein Deutscher Ingenieure (VDI) ein Live-Webinar mit dem Titel „Brauchen Windturbinen Schwingungsüberwachung und Condition Monitoring?“

Windenergieanlagen leisten einen wesentlichen Beitrag zur regenerativen Stromerzeugung. Durch Kapazitätssteigerungen der Anlagen und Kostensenkungen in der Herstellung ist langfristig ein weiterer Ausbau der Windenergie national, wie international, zu erwarten. Zunehmende Bedeutung für die Wirtschaftlichkeit der technisch anspruchsvollen Anlagen besitzt die detaillierte Kenntnis des Anlagenzustands als Basis für eine intelligente Instandhaltung. Zu diesem Zweck haben sich seit einiger Zeit schwingungsbasierte Condition Monitoring Systeme (CMS) als Standard etabliert. Diese liefern wichtige Informationen für die zustandsorientierte und auch vorausschauende Instandhaltung (Predictive Maintenance). Die Systeme können aber auch wichtige Informationen über das Betriebsverhalten und mögliche schädliche Schwingungszustände liefern. Dies ist die Aufgabe der Schwingungsüberwachung, mit der anhand von standardisierten Beurteilungsgrößen Windturbinen mit auffälligem Verhalten im Vergleich zu genormten Richtwerten oder der Anlagenflotte identifiziert werden können.

Im Webinar stellte Thomas Gellermann standartisierte Beurteilungsgrößen für die Schwingungsüberwachung als Ergänzung zum Condition Monitoring und dessen Nutzen vor. In einer Live-Umfang entschieden sich 95 % der Webinar-Teilnehmer dafür, dass die möglichen Synergien aus der Nutzung von CMS und Schwingungsüberwachung sinnvoll sind. (Link zu den Folien des Webinars)

Hintergrund

Das Allianz Zentrum für Technik engagiert sich bereits seit fast 20 Jahren für die Verbreitung und Nutzung der schwingungsbasierten Zustandsüberwachung an Windturbinen. Diese Systeme tragen dazu bei, die Zuverlässigkeit der Anlagen zu erhöhen und Schäden zu vermindern. Aus diesem Grund verlangt auch der DNV GL den Einsatz von Condition Monitoring Systemen (CMS) seit einigen Jahren als Voraussetzung für die Typenzertifizierung von Offshore Windturbinen und bezieht sich in der Zertifizierungsrichtlinie auf die vom AZT erarbeiteten technischen Anforderungen.

Bei Onshore Windenergieanlagen gibt es dagegen noch keine Verpflichtung zum Condition Monitoring. Daher werden die Systeme, trotz der kontinuierlich größer und leistungsstärker werdenden Anlagen nur optional auf Kundenwunsch installiert. Laut Thomas Gellermann ist dies Sparen am falschen Ende. Betreiber, die die Instandhaltung der Anlagen selbst managen, setzen seiner Erfahrung nach seit Jahren mehrheitlich auf den Einsatz von CMS. Während sich bei Anlagen, die über Vollserviceverträge instandgehalten werden, die schwingungsbasierte Zustandsüberwachung noch weniger verbreitet hat.

Studien zeigen, dass sich die Folgekosten bei einem großen Teil der auftretenden Triebstrangschäden durch eine frühzeitige Erkennung reduzieren lassen und dabei auch die Versicherung profitieren kann. Bei Turbosätze in Industrie- und Kraftwerksanlagen, auch im ähnlichen Leistungsbereich wie Windturbinen, zählt Schwingungsüberwachung seit vielen Jahren zum Standard. Windenergieanlagen werden dagegen nur ein bis zweimal im Jahr und ausschließlich im Stillstand betreten. Daher ist es umso mehr unverständlich, dass bei Onshore-Anlagen das Condition Monitoring und die Schwingungsüberwachung noch keine Anforderung sind. 

Das AZT bringt seine umfangreichen Schadenerfahrungen nicht nur innerhalb der Allianz ein (projektbezogen oder als Lessons Learned), sondern gibt sein Wissen zur Schadenprävention auch über Konferenzen, Kundenveranstaltungen und andere Foren, wie z.B. diesem VDI-Webinar, in die Branche weiter.