Verbundprojekt zur Erhöhung der Verfügbarkeit von Windkraftanlagen (EVW)
Die IZP koordinierte das vom BMU bis Ende 2009 geförderte Verbundprojekt "Erhöhung der Verfügbarkeit von Windkraftanlagen – Entwicklung von zuverlässigkeitsbezogenen Betriebs- und Instandhaltungsstrategien für Windkraftanlagen unter besonderer Berücksichtigung der Offshore-Bedingungen"(www.evw-wind.de). Kooperationpartner innerhalb des Projektes waren:
- die A. Friedrich Flender AG (Herne),
- die ENERTRAG AG (Dauerthal),
- das Institut für Solare Energieversorgungstechnik, ISET e.V. (Kassel) und
- die SAG Erwin Peters GmbH (Hamburg).
Schwerpunkt unserer Firma innerhalb des Vorhabens ist das Thema "Wissensmanagement und Instandhaltungsoptimierung als methodische Basis für die Erhöhung der Verfügbarkeit von Windkraftanlagen".
Resultate des Projektes
Das über drei Jahre gelaufene Projekt kann auf vielfältige praxisrelevante Ergebnisse verweisen:
- Komplette FMEA für einen ausgewählten Anlagentyp
- Systematisierung der Anforderungen an Informationsbereitstellung
- Entwurf einer standardisierten Datenbankstruktur
- Aufbau einer EVW Datenbank
- Grundlagen für Datenerfassungssystem
- Grundkonzept für die IH-Optimierung einschließlich Demonstrationsmuster
- Durchführung erster Schwachstellen- und Zuverlässigkeitsanalysen
- Strukturierung einer Kennwertebibliothek
FMEA als Methodik zur Erkennung und Verringerung von Risiken
Als Einstieg in die Systemstrukturierung und Prozessanalyse wurde die Durchführung einer FMEA gewählt. In der Regel dient dieses Verfahren
dazu, in den frühen Phasen einer Produktentwicklung mögliche Fehler aufzuzeigen und zu bewerten. Hier wurde das FMEA-Verfahren jedoch
benutzt, um die Systemzusammenhänge einer bereits existierenden Windenergieanlage (WEA) zu untersuchen und so systematisch die
Charakteristik und möglichen Probleme einer solchen Anlage kennenzulernen. Es ist nicht bekannt, ob ähnlich detaillierte Untersuchungen
von den WEA-Herstellern durchgeführt werden.
Den Untersuchungsgegenstand bildete eine relativ weit verbreitete Anlage aus der 1,5 MW-Klasse. Für die Systemstrukturierung
kam das internationale Kennzeichnungssystem RDS-PP
zur Anwendung.
Da sich die einzelnen WEA-Typen zum Teil deutlich voneinander unterscheiden, war es nicht möglich, eine allgemeingültige FMEA
zu erstellen. Jedoch soll später versucht werden, auf Basis dieser ersten Analyse FMEAs für weitere Typen abzuleiten.
Für die Bewertung von Fehlerbedeutung, Auftretens- und Entdeckungswahrscheinlichkeit wurde ein eigenständiger Bewertungskatalog aufgestellt. Hierbei spielten vor allem die Erfahrungen aus dem Instandhaltungssektor eine große Rolle.
Im Rahmen einer Paretoanalyse der durchgeführten Bewertungen wurden insgesamt etwa 300 Fehlerkombinationen betrachtet. Folgende Fehler wurden als besonders kritisch identifiziert:
- Elektrische Schäden am Umrichterschrank,
- Unwuchten an den Rotorblättern durch Wassereintritt und
- Speicherfehler bei der Stromabschaltung, die in einem Initialisierungsfehler oder einer Fehlstellung der Rotorblätter resultieren können.
Die ermittelten Schwachstellen wurden als Basis für die gezielte Datenanalyse genutzt.