Structural Health Monitoring für Windenergieanlagen – Zustandsüberwachung von Fundament, Turm und Rotorblatt

zur Schadensfrüherkennung, Lebensdauerprognose und Optimierung des Windparkbetriebs

Standortunabhängig wird eine nachhaltige Senkung der Betriebskosten bei gleichzeitiger Steigerung der Erträge immer wichtiger. Es gilt also mehr denn je, Strukturschäden frühzeitig zu erkennen, um gravierendere Schäden zu vermeiden. Structural Health Monitoring (SHM) an Fundament, Turm und Rotorblatt und das klassische Condition Monitoring (CMS) am Triebstrang gewinnen in diesem Zusammenhang immer mehr an Bedeutung.

„Der fortschreitende Stand der Technik bietet neue Möglichkeiten, den Ertrag nachhaltig zu steigern“, sagt Dr. Carsten Ebert, Leiter Windenergie bei Wölfel. „Unsere intelligenten Algorithmen basieren auf neuesten technologischen Ansätzen und stellen den Grundstock für die Datenanalyse und die direkte Optimierung in Echtzeit dar."

Wölfel ist europäischer Marktführer im Bereich der Strukturüberwachung von Offshore-Windparks und hat insbesondere in der Signalanalyse über Jahrzehnte eine im Markt einmalige Kernkompetenz aufgebaut. Von der Fachberatung über die Lieferung und Montage schlüsselfertiger Monitoring-Systeme bis hin zur Datenauswertung bieten wir Ihnen eine umfassende und individuelle Betreuung.

Mit unserer Sensorik erfassen wir reale Beanspruchungen und filtern aus der Datenflut anschließend die wirklich relevanten technischen Aussagen heraus. Durch integrierte Frühwarnsysteme kann zukünftig sogar die Anzahl der behördlich geforderten Inspektionen im Rahmen der wiederkehrenden Prüfungen (beispielsweise Unterwasserprüfungen mit Tauchrobotern) reduziert werden.

Ausgehend von der detaillierten Systemzustandsanalyse können Sie vorausschauend planen, die Betriebsweise Ihrer Windenergieanlagen optimieren und deren Lebensdauer verlängern – der Betrieb Ihres Windparks wird effizienter und wirtschaftlicher.

Unsere Leistungen

  • Entwicklung und Konzeption schlüsselfertiger Monitoring-Systeme, inklusive Abstimmung mit Behörden und Zertifizierungsgesellschaften
  • Ausrüstung Ihrer Anlagen mit speziell entwickelter, robuster Messtechnik mit direkter Schnittstelle zur WEA-Steuerung und zum SCADA-System
  • Datenerfassung und Datenanalyse durch intelligente Algorithmen und erfahrene Fachingenieure
  • Reporting der Monitoring-Ergebnisse mit individuellem Detaillierungsgrad – zur Einreichung bei Behörden, Designvalidierung und als Grundlage für eine Lebensdaueroptimierung
  • Entwicklung von WKP-Konzepten, bei denen der notwendige Prüfumfang durch Einbindung von Monitoring-Ergebnissen optimiert ist

Referenzen

White Paper "Fundamentüberwachung von Onshore-WEA mit Künstlicher Intelligenz" 821.79 KB
White Paper "Fundamentüberwachung von Onshore-WEA mit Künstlicher Intelligenz"

Schäden an Turm und Fundament sind ein erhebliches Risiko für die Integrität der Maschine und die Sicherheit von Menschen. Aus diesem Grund müssen diese frühzeitig erkannt und dauerhaft überwacht werden. Ohne ein geeignetes Monitoring­-System ist das nur durch regelmäßige visuelle Inspektionen möglich. Andernfalls drohen gravierende Folgeschäden, die nur durch aufwendige Instandsetzungen beseitigt werden können.

Um Belastungen frühzeitig erkennen und Gegenmaßnahmen schnell und bedarfsgerecht einleiten zu können, kombinieren wir unser bewährtes Turmmonitoring mit einem Neigungssensor am Turmfuß. Zur Kompensierung von äußeren Einflüssen setzen wir fortschrittliche Analysemethoden der Künstlichen Intelligenz ein.

White Paper "Retrofit" für Windenergieanlagen 142.12 KB
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Kleinere Windenergieanlagen (WEA) im Leistungsbereich von 200-600 kW erreichen derzeit ihre Designlebensdauer von 20 Jahren – demnächst auch Anlagen der Megawatt-Generation. Die Frage einer Lebensdauerverlängerung wird üblicherweise im Rahmen von Gutachten beantwortet, die die Beanspruchungen der WEA auf Basis von der erzeugten elektrischen Energie oder der Windgeschwindigkeiten im Park schätzen. Das exakte Potential kann damit nur unzureichend erfasst werden.

White Paper "Structural Intelligence in der Praxis – Auswertungen von Windmessungen" 2.30 MB
White Paper "Structural Intelligence in der Praxis – Auswertungen von Windmessungen"

Mit Hilfe von intelligenten Algorithmen stellen wir Diagnosen und geben Ihnen konkrete Handlungsempfehlungen zur Optimierung Ihres Windparkbetriebs. Wie genau unsere SHM-Systeme arbeiten und wie sie insbesondere im Rahmen von Troubleshooting eingesetzt werden können, erfahren Sie im White Paper.

White Paper "How to Use 'Structural Intelligence' for Assessment of Offshore Wind Foundations and Reduction of Inspection Costs" 3.02 MB
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Risk-Based Inspections can optimize inspection cost through prioritisation of high-risk failures and adaption of inspection intervals for low-risk failures. Find out more in our White Paper.

White Paper "Mit Hilfe von 'Structural Intelligence' über den Weiterbetrieb von Windenergieanlagen entscheiden" 2.13 MB
White Paper "Mit Hilfe von 'Structural Intelligence' über den Weiterbetrieb von Windenergieanlagen entscheiden"

Hat Ihre WEA Lebensdauer-Reserven? Diese Frage können Sie auf Basis von historischen Winddaten nur unzureichend beantworten, denn die tatsächliche Beanspruchung der einzelnen WEAs variiert deutlich. Erfahren Sie in unserem White Paper, wie Sie mit Hilfe von Structural Intelligence technisch fundiert und auf Basis der realen Ermüdungslasten über den Weiterbetrieb entscheiden können.

White Paper "Kostenreduktion durch Strukturmonitoring – Was ist möglich?" 2.15 MB
White Paper "Kostenreduktion durch Strukturmonitoring – Was ist möglich?"

In unserem White Paper erfahren Sie, warum es sich bei der Strukturüberwachung lohnt, über den Mindeststandard, der sich in Anlehnung an die BSH-Auflagen etabliert hat, hinauszugehen. Anhand von drei Szenarien zeigen wir, wie Sie die Betriebskosten mit intelligentem und umfassendem Structural Health Monitoring deutlich reduzieren können.

White Paper "Durch Reduktion von Aerodynamischer Unwucht Erträge maximieren und Schäden reduzieren" 972.01 KB
White Paper "Durch Reduktion von Aerodynamischer Unwucht Erträge maximieren und Schäden reduzieren"

Aerodynamische Unwuchten (AU) führen zu Ertragsverlusten und einer Steigerung der Ermüdungsschäden. Erfahren Sie in diesem White Paper, wie Sie AU identifizieren und deren negative Folgen minimieren. Ein Software-Plugin von SHM.Blade® bzw. IDD.Blade® liefert die dafür notwendigen Schwingungsdaten.


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Wir unterstützen Sie gerne beim Lösen Ihrer Aufgabe rund um „Schwingungen von Windenergieanlagen“ und beraten Sie bei Fragen zu unserem System- und Dienstleistungsangebot in den Bereichen Structural Health Monitoring, Schwingungsminderung, Schall und Lärm sowie Strukturdesign.

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