Wartung, Erhaltung und Entstörung von Windenergieanlagen
Die Wartung, Erhaltung und Entstörung komplexer und räumlich verteilter Infrastrukturen, wie einzelner Windenergieanlagen (WEA) in Offshore-Windparks, müssen heute besonders vor dem Hintergrund der Integration von Windenergie als leistungsfähiger und zuverlässiger Elektrizitätsquelle enormen Anforderungen gerecht werden. Dabei geht es zum einen um den durchgängigen, störungsfreien Betrieb und zum anderen um eine möglichst effiziente Bewirtschaftung der Anlagen.
Die Organisation der damit verbundenen Instandhaltungsaufgaben überschreitet angesichts der flächenmäßigen Ausdehnung von Offshore-Windparks und der wachsenden Anzahl der darin betriebenen Windenergieanlagen bereits heute die Grenzen einer konventionellen manuellen Disposition. Hinzu kommt, dass die Kosten für die Instandhaltung eines Offshore-Windparks im Vergleich zu terrestrischen Ver- und Entsorgungsnetzen per se in einer ganz anderen Dimension zu veranschlagen sind und maßgeblich die Wirtschaftlichkeit eines Offshore-Windparks beeinflussen. Besondere Herausforderung im Vergleich zu anderen Industrien liegt neben den offshore-spezifischen Aspekten auch in der Disposition mehrerer Teams, die jedoch nur mit ein und demselben Transportmittel transportiert werden, aber jedes Team mehrere Aufträge an einem Tag an verschieden Anlagen durchführen soll. Zusätzlich führt die kurzfristige und dynamische Integration von neuen Serviceaufträgen mit höherer Priorität in die geplante und zum Teil abgearbeitete Route zu einer komplexen Aufgabenstellung. Dementsprechend ergibt sich für eine optimale Routenplanung ein viel höherer Koordinations- und Planungsaufwand. Nicht zuletzt liegt dies auch an den enorm hohen Kosten für die relevanten Transportmittel wie Schiffe oder Helikopter, die für die Offshore-Einsätze benötigt werden.
Eine effiziente und proaktive Planung und dynamische Disposition der anfallenden Wartungsaufgaben unter Berücksichtigung der anlagenspezifischen Bedarfsprognosen und der ungeplanten Ereignisse (Störungen o. ä.) könnte die …
- …Schadens- bzw. Ausfallrisiken senken,
- …Bereitschafts-, Reaktions- und Einsatzzeiten der Schiffe und Hubschrauber deutlich verkürzen,
- …vorhandenen Zeiten effizienter nutzen,
- …Transportwege optimieren sowie
- …einen zeit- und aufgabenspezifisch optimierten Einsatz der Instandhaltungsteams,
berücksichtigen.
Auf dieser Basis sollten erstmals die Voraussetzungen für ein – genau auf die Anforderungen von Offshore-Windparks abgestimmtes – dynamisches Dispositionsmanagement für Instandhaltungsaufgaben geschaffen und somit ein wichtiger Beitrag für den zuverlässigen, wirtschaftlichen und letztendlich auch umweltfreundlicheren Betrieb solcher Infrastrukturen geleistet werden.
Bestehende IT-Systeme bieten für diese Dispositionsaufgaben keine ausreichende Unterstützung, geschweige denn, dass sie die offshorespezifischen Aspekte der Betriebsführung berücksichtigen. Das Kernproblem dieser Lösungen lag darin, dass im Rahmen der Aufgaben- und Ressourcendisposition eine Vielzahl von Parametern und deren räumliche, zeitliche sowie – im Fall von Ersatzteilen – bauliche Voraussetzungen, aber eben auch meteorologische Abhängigkeiten zu berücksichtigen sind, die bislang nicht oder nur in unzureichender Interaktion abgebildet werden.
Hierzu gehören z. B. die
- …Art und zeitliche Inanspruchnahme der Wartungs- und Entstörungsaufgaben,
- …räumlichen Positionsangaben zu wartender Anlagen oder Infrastrukturabschnitte,
- …Verfügbarkeit und Qualifikation von Personal, Transportmitteln, Werkzeugen, Ersatzmaterial,
- … räumlichen Positionsangaben des zu planenden Personals und der aufgabenspezifisch benötigten Transportmittel, Werkzeuge und Ersatzmaterialien,
- …Wetterdaten bzgl. Wind- und Wellengangverhältnissen,
- … maximal möglichen Ausfallzeiten und daraus entstehende Kosten,
- … Zustände, spezifischen Anforderungen und Wartungshistorien von technischen Anlagen,
- … notwendigen Fahrtstrecken und -zeiten zum Einsatzort.
Damit bildete die Aufgaben- und Ressourcendisposition von Offshore-Windparks eine äußerst komplexe Entwicklungsaufgabe ab, die mit den heute verfügbaren Ansätzen jedoch nur unzureichend gelöst werden konnte. Hintergrund ist, dass die vorhandenen Werkzeuge alle auf statische Informationen zurückgreifen und somit immer nur Planungszustände abbilden, die alle dynamischen Variablen eines Offshore-Windparks vernachlässigen.
Das Fehlen geeigneter Konzepte und Werkzeuge für ein proaktives, ausfallminimierendes und effizientes Dispositionsmanagement von Instandhaltungsaufgaben in Offshore-Windparks stellte – angesichts der für die Energiewende in diese Stromquellen gesetzten Erwartungen und vielzähligen Neubauplanungen – eine unbefriedigende Situation dar. Ein ineffizientes Instandhaltungsmanagement hat angesichts erhöhter Ausfall- und Reparaturwahrscheinlichkeiten für die Betreiber und Investoren unabsehbare Kostenrisiken zur Folge, wodurch die Investitionsanreize für den Ausbau der regenerativen Energien erheblich beeinträchtigt werden können.
