Gesamtlösungen für die Windenergie von morgen „Weit mehr als nur die Turbine“

Was steckt hinter dem M1-Automatisierungssyystem?

Bachmanns M1-Automatisierungssystem ist das Synonym für höchste Performance und Verfügbarkeit in der Windenergie. Das Angebot des Unternehmens umfasst aber weit mehr als die reine Automatisierung der Turbine. Bereits früh beschäftigte man sich mit der Zustandsüberwachung von Anlagen. Wenig überraschend hat sich Bachmann mit seinen Condition-Monitoring-Systemen inzwischen zu einem der führenden Anbieter der Branche entwickelt. Ein weiteres Augenmerk gilt der sicheren informations- und energietechnischen Vernetzung – innerhalb des Windparks, wie auch windparkübergreifend und in das Stromversorgungsnetz zur Sicherstellung der Netzverträglichkeit. Und last, but not least, verhilft Bachmann mit einem Retrofit Windturbinen der ersten Generation zu einem zweiten Leben.

Nachhaltig, am Menschen orientiert und resilient – so formuliert ein Papier der Europäischen Kommission für Forschung und Innovation die Stoßrichtungen für die Industrie 5.0 und ihre Rolle in der Gesellschaft. Standen diese Begriffe auch Pate für die Windenergie 5.0?

Absolut. Ohne einen nachhaltigen Weg einzuschlagen, werden wir weder die Herausforderungen, welche immer knapper werdende Ressourcen an uns stellen, noch jene des Klimawandels stemmen. Deshalb muss das Verhältnis des Outputs unserer produktiven Anlagen zum benötigten Input an Ressourcen stetig besser werden. Das wird uns jedoch nur gelingen, wenn wir von Anbeginn den gesamten Lebenszyklus vor Augen haben. Und wir uns Gedanken dazu machen, wie wir Anlagen länger und produktiver am Leben halten können. Konkret auf Windenergieanlagen bezogen heißt das auch, sie perfekt und sicher in eine völlig neue Umgebung unserer Energieversorgungslandschaft zu integrieren. Und wenn wir von Resilienz sprechen, dann meinen wir ja die Fähigkeit, sich rasch, flexibel und gesund mit Veränderungen arrangieren zu können. Diese Eigenschaften werden wir mehr denn je auch von Windenergieanlagen benötigen, oder ganz allgemein von allen Erneuerbaren, die abhängig von äußeren Einflüssen Strom produzieren. Denn sie entwickeln sich mehr und mehr zu kritischen Größen in unserer Energieversorgung: Lieferte ein kleiner Windpark vor vielleicht fünf Jahren gerade einmal fünf bis zehn Megawatt ans Netz, sind das heute leicht 80 bis 100 MW. Entsprechend wichtig werden Turbinen- und Netzschutz und der Abgleich von Bedarf und Verfügbarkeit in der Stromproduktion.

Wo konkret liegen in diesem Zusammenhang nun die Anstrengungen von Bachmann?

Das Wichtigste ist, dass wir weit über die eigentliche Windturbine hinaus denken. Dementsprechend haben wir auch unser Angebot ausgebaut. Eine wichtige Antwort auf die oben geschilderten Fragestellungen liefern unsere Condition-Monitoring-Systeme. Sie helfen Betreibern, Anlagen unter möglichst optimalen Bedingungen am Netz zu halten, und so den Ertrag zu optimieren. Sie helfen auch dabei, Anomalien im Betrieb zu erkennen. Und zwar frühzeitig, und bevor sie größeren Schaden anrichten können. Diese Systeme haben wir längst von der klassischen Triebstrangüberwachung ausgedehnt auf das Monitoring des Rotorblattzustands ebenso wie der gesamten Aufbaustruktur des Turmes. Einer unserer neuesten Fortschritte in diesem Zusammenhang ist die Anwendung von Erkenntnissen des Structural Health Monitoring in der Windenergie. Damit lässt sich beispielsweise nachweisen, dass die Aufbaustruktur des Turmes auch über die geplante Lebensdauer hinaus noch genügend Reserven für einen sicheren Betrieb besitzt. Ein geschicktes Retrofit haucht dann einer Windenergieanlage nochmals zehn oder mehr weitere Betriebsjahre ein. Solche analytischen Möglichkeiten sind allerdings noch eine junge Disziplin. Deshalb forschen wir an immer ausgefeilteren Algorithmen, und nutzen immer mehr auch Methoden der künstlichen Intelligenz. So können wir noch früher und noch präziser Veränderungen am Betrieb einer Windenergieanlage erkennen und Betreibern Wissen an die Hand geben, um eingreifen zu können. Dazu lernen sie selbst aus dem Verhalten einer einzelnen Maschine und können Rückschlüsse auf eine ähnliche Turbine im Park, oder einer anderen irgendwo auf der Welt installierten, ziehen. Kurz: Wir analysieren Betriebsdaten, welche aufgrund ihres Umfangs längst nicht mehr von Menschenhand allein effizient ausgewertet werden können, und unterstützen den Anlagenbetreiber genau dort, wo er wichtige Entscheide treffen muss – und nun auch gezielter kann.

Sie haben davon gesprochen, dass Windenergieanlagen sich agil am Netz verhalten müssen, um die notwendige Resilienz zu entwickeln. Was bedeutet das konkret?

Diese Aussage stimmt, aber trifft für alle in der Stromerzeugung und Verteilung involvierten Teilsysteme zu. Die Prozesse im Stromnetz sind komplex und werden von zahlreichen Faktoren beeinflusst. Und die Dynamik der Erneuerbaren, ihre schwankende Verfügbarkeit, ist die wohl größte Herausforderung, wenn es gilt, unsere fossil betriebenen Großkraftwerke durch sie zu ersetzen. Unsere Park Controller sorgen für den geschickten Zusammenschluss innerhalb eines Windparks und steuern so den Betrieb einzelner Anlagen, ganz entsprechend dem Bedarf im Netz und entsprechend ihrem Betriebszustand. Robuste, hoch verfügbare Turbinenautomatisierung, ein intelligentes Turbinen-Monitoring, standardisierte Kommunikationsschnittstellen, Tools für die dynamische Parkregelung sowie ein modernes, web-basiertes SCADA-System als Abrundung einer Gesamtlösung – das heißt für uns Windenergie 5.0!