Wartung

Für die Wirtschaftlichkeit von Offshore-Windenergieanlagen (OffWEA) ist ein störungsfreier Betrieb entscheidend. Neben der regelmäßigen Wartung ist daher im Störfall eine kurze Reaktionszeit das Ziel der Betreiber, damit mögliche Ausfallzeiten minimiert werden können.

Ingenieure auf Plattform Offshore-Windenergieanlage
© BMWi/Holger Vonderlind
Wartung

Um dies zu gewährleisten, benötigen die Betreiber komplexe Service- und Wartungskonzepte, zumal die Anforderungen an die Wartung von OffWEA deutlich höher sind als bei Onshore-WEA. Der Hauptgrund dafür ist die eingeschränkte Erreichbarkeit der Anlagen bei schlechten Wetterbedingungen und die damit verbundene gefährlichere Ausführung der Wartungsarbeiten vor Ort. Grundsätzlich kann zwischen drei verschiedene Wartungsvarianten differenziert werden:

  • Automatische Wartung
  • Fernwartung
  • Wartung vor Ort

Echtzeit-Monitoring und automatische Wartung von OffWEA

Im Zuge des Betriebs der Anlagen kommt ein dauerhaftes, elektronisches Condition Monitoring System (CMS) zum Einsatz, das eine elektronische Echtzeitüberwachung über den Zustand der Anlagen und Komponenten bietet. Die Systeme übermitteln unter anderem Daten über Temperaturen, Schwingungen, Druckzustände und weitere physikalische Größen des gesamten Systems.

Mit Hilfe von CMS können zudem in einigen Fällen über eine automatische Wartung Störungen behoben werden. So erkennen die Systeme beispielsweise zu starke Belastungen bei hohen Windgeschwindigkeiten und nehmen die Anlage automatisch aus dem Wind. Auch die Behebung einiger elektronischer Fehlfunktionen oder den Ausgleich von Temperatur- und Druckunterschieden können in gewissem Umfang von dem System eigenständig und automatisch gesteuert werden.

Fernwartung

Wenn das System eine Störung an der Anlage nicht automatisch beheben kann, muss nicht zwangsläufig ein Service-Team vor Ort eingesetzt werden. Die Betreiber der Anlagen können über ihre Schaltzentralen am Festland Anpassungen, beispielsweise bei der Elektronik, vornehmen und so Einfluss auf den Betrieb der Anlage nehmen. Durch das Monitoring und die elektronische Wartung der Anlagen können kostspielige und ggf. gefährliche Wartungseinsätze auf See reduziert werden. Außerdem können durch die lückenlose Dokumentation des Anlagenzustandes notwendige Vor-Ort-Wartungseinsätze zeitlich besser prognostiziert und geplant werden.

Wartung im Störfall vor Ort

Da allerdings nicht alle Störfälle per Fernwartung behoben werden können, müssen Wartungsteams die Störung immer wieder vor Ort beheben. Für die Wartungsunternehmen sind geeignete Wetterbedingungen eine wesentliche Voraussetzung für die Durchführung dieser Servicearbeiten. Bei starkem Wind, Nebel oder hohem Wellengang können das Wartungspersonal und die Ersatzmaterialien nicht sicher zu den Anlagen transportiert werden. Nach den Erfahrungen des Betriebs von alpha ventus in den ersten Betriebsjahren sind die Wetterbedingungen allerdings nur an rd. 20 Prozent der Tage im Jahr so günstig, dass die Service-Schiffe ohne Gefahr nah genug an die Anlagen heranfahren können. Wenn der der Transport mit dem Schiff nicht möglich ist, werden Personal und Material mit Helikoptern eingeflogen. Die Erfahrungen im Betrieb von alpha ventus zeigen, dass ein Helikoptertransport zusätzlich zum Schiffstransport an etwa rd. 60 Prozent der Tage im Jahr möglich ist. Um auf die Windkraftanlagen zu gelangen, müssen sich die Arbeiter von den Helikoptern zu den Windenergieanlagen abseilen, was die Arbeiten zusätzlich erschwert. Aufgrund eingeschränkter Sichtverhältnisse durch Nebel oder aufgrund starken Windes ist an den restlichen rd. 20 Prozent der Tage im Jahr kein Transport von Personal und Ersatzmaterialien zu den Anlagen möglich. Fällt eine Störung der Anlage in ein solches Zeitfenster, kann durch den Anlagenausfall ein beträchtlicher wirtschaftlicher Schaden entstehen.

Unterkünfte und Lagerflächen vor Ort erleichtern Wartungsprozess

Für die Wartungsarbeiten vor Ort kommt den Umspannplattformen eine wichtige Rolle zu. Sie dienen unter anderem als Materiallager, was die Reaktionszeiten bei einer Störung deutlich verkürzen kann, da die Ersatzteile nicht erst vom Festland transportiert werden müssen. Die Plattformen dienen ebenfalls als Unterkunft für das Wartungspersonal, wenn die Wartungsarbeiten über mehrere Tage andauern.

Regelmäßige Routinewartung

Neben den beschriebenen Wartungsvarianten im Störfall müssen die Anlagen regelmäßig vor Ort untersucht werden, da die CMS-Technik keine hundertprozentige Komplettüberwachung der Anlagen bietet. Dies gilt insbesondere für die nicht-elektronischen Bereiche der Anlage, wie Rotorblätter oder Fundamente. Während der Errichtungsphase und beim Betrieb von OffWEA müssen bestimmte (technische) Standards eingehalten werden, um einen sicheren Betrieb zu garantieren.

Diese Standards sind vom Bundesamt für Seeschifffahrt und Hydrographie (BSH) vorgegeben und müssen regelmäßig überprüft werden. So schreibt das BSH ausdrücklich regelmäßige Sichtwartungen, also eine Wartung vor Ort, vor. Bei den sogenannten „Wiederkehrenden Prüfungen“ (WKP) müssen jährlich mindestens 25 Prozent der Anlagen eines Windparks vor Ort gewartet werden, sodass nach spätestens 4 Jahren alle Anlagen eines Windparks auf Sicht inspiziert worden sind. Die Standards dienen als Grundlage für die Zertifizierung von Offshore-Projekten durch externe Dienstleister.

Bei den WKP werden die Anlagen und alle Komponenten vor Ort komplett begutachtet. Besonderes Augenmerk liegt dabei unter anderem auf Rissen und Korrosionen an den Materialen (Rotorblätter, Fundamente) oder der sogenannten Kolkbildung an den Gründungsstrukturen.