Vorausschauende Wartung für Offshore-Windanlagen senkt Logistikaufwand 

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IoT Use Case Materna Offshore-Windkraftanlagen
3 Minuten Lesezeit
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Die Wartung von Offshore-Windkraftanlagen ist sehr aufwendig und hat hohe Logistikkosten. Mit Predictive Maintenance (vorausschauender Wartung) und dem Einsatz des Industrial IoT steigt die Effizienz und die Anzahl der Wartungseinsätze sinkt. 

Die Herausforderung: Großer Aufwand bei Betrieb und Wartung von Windkraftanlagen ​

Vor allem Offshore-Windkraftanlagen stellen die Betreiber vor große Herausforderungen. Wartung und Betrieb sind von Wetter und Seegang erschwert. Eine bessere Alternative sind Fernsteuerung und -überwachung der Anlagen. Dadurch können die Betreiber ihre Serviceprozesse optimieren, erhebliche Einsparpotenziale verwirklichen und insgesamt eine bessere Verfügbarkeit der Anlagen erreichen – schwerwiegende Argumente angesichts der Sicherstellung der Stromversorgung. 

Konkret geht es in diesem Fall um Frequenzumrichter. Sie sind die Schnittstelle zwischen der Stromerzeugung in der Anlage und dem Übertragungsnetz. Damit gehören sie zu den wichtigsten Bauteilen einer Windkraftanlage im Bereich der Leistungselektronik. Hersteller der Umrichter ist die Woodward Kempen GmbH*, die insgesamt etwa 18.000 Anlagen mit dieser Technologie ausgerüstet hat. 

Die Lösung: Anbindung an das Industrial IoT, um eine vorausschauende Wartung zu ermöglichen ​

Bei den Frequenzumrichtern ist im Fehlerfall eine eigenständige Ursachenanalyse gefragt. Zusätzlich ist für die Betreiber die Vorhersage von möglichen Pannen sinnvoll (Predictive Maintenance), sodass sie den Besuch durch Techniker besser planen können. Woodward Kempen hat die Materna Information & Communications SE mit der Entwicklung einer solchen Lösung beauftragt. 

Dabei nutzt Materna die IoT-Plattform der Amazon Web Services (AWS). Sie ist leistungsfähig und hochverfügbar, weshalb sie sich gut für industrielle Anwendungen eignet. Die von Materna entwickelte Lösung überwacht und erfasst alle Leistungs- und Sensordaten am Frequenzumrichter zwischen Generator und Stromnetz. Anschließend gehen die Daten an die IoT-Plattform. Bei Onshore-Anlagen geschieht das über Mobilfunk oder auf dem Meer mit einer Kabel- oder Satellitenverbindung. 

Der Anlagenbetreiber erhält durch die Auswertung der regelmäßig eintreffenden Daten einen aktuellen Einblick in den Status der Windkraftanlage und wird kurzfristig über mögliche Probleme informiert. Besonders wichtig für die Betreiber ist die Auswertung der Daten für Predictive Maintenance. Dies geschieht mit einer lernfähigen Anwendung, die in den Daten Muster erkennen kann, die auf potenzielle Fehler hinweisen. Ein Beispiel: Ungewöhnliche Schwankungen in der Stromerzeugung weisen auf ein Problem mit dem Generator hin. In diesem Fall können die Betreiber kurzfristig eine passgenaue Wartung einplanen und Techniker mit dem entsprechenden Werkzeug zur Anlage schicken. 

Das Ergebnis: Hohe Effizienz bei Betrieb und Wartung ​

Die Betreiber von Onshore- und Offshore-Windparks können mit der IIoT-Lösung Betrieb und Wartung ihrer Anlagen optimieren. Vor allem die Logistikprozesse werden effizienter, da technisch nicht notwendige Fahrten zu den Anlagen entfallen. Woodward Kempen erweitert mit dieser Lösung sein Leistungsspektrum und erhält ein Alleinstellungsmerkmal. Mit den neuen digitalen Diensten und erweiterten Fähigkeiten baut das Unternehmen seine Marktführerschaft weiter aus. 

Grundsätzlich ist die IoT-Lösung durch wenige Anpassung in andere Branchen übertragbar, beispielsweise auf den Maschinen und Anlagenbau, die Herstellung von Antriebselementen oder Motoren und auf die Energiewirtschaft. 

*Woodward Kempen ist inzwischen aufgeteilt und verkauft worden – die Unternehmensbereiche Renewable Power Systems und Schutzrelais sind von Aurelius Equity Opportunities SE & Co. KGaA übernommen worden. Die MKCP Beteiligungsgesellschaft mbH um den Hamburger Unternehmer Michael Krieger übernahm zum 1. Mai 2020 die Anteile an der Woodward Power Solutions GmbH. 

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