CMScore im Windpark Schönerlinde
Feldinstallation im Windpark Schönerlinde
In nur wenigen Minuten erreicht man Schönerlinde über die A10 von Berlin aus Richtung Norden. Schönerlinde, ist seit Jahrzehnten eng in die Infrastruktur der Hauptstadt eingebunden. Direkt neben der Autobahn liegt das Gewerbegebiet Süd, dessen prägendes Element das 1985 in Betrieb genommene Klärwerk Berlin‑Nord ist. Vor Ort befinden sich mehrere Anlagen zur Energieerzeugung, darunter ein kleiner Windpark mit Windkraftanlagen von Südwind (Nordex) und eno energy.
Retrofit für Südwind S70
Die technische Betriebsführerin Jetstream Bosse und e.disNatur Erneuerbare Energien GmbH beauftragte Bachmann Monitoring GmbH mit der Modernisierung der Zustandsüberwachung für die von RWE betriebenen 1,5 MW S70 Windenergieanlagen. Die Entscheidung fiel auf CMScore, Bachmanns kostengünstiger Zustandsüberwachungslösung.
Anlagen wie die S70 profitieren überproportional von der Integration von CMScore. Die S70 wurde in Anfang der 2000ern ausgerollt und ist in Deutschland weit verbreitet. Mit zunehmendem Anlagenalter treten verstärkt verschleißbedingte Veränderungen im Triebstrang auf, die sich insbesondere an Getrieben und Lagern manifestieren. Typische Schadensbilder zeigen sich in Form von Verzahnungs- und Laufbahnschäden der Wälzlager, Unwuchten und Ausrichtfehler der Generatorkupplung oder auch an mechanischen und elektrischen Auffälligkeiten im Generator.
Viele der relevanten Schadensfrequenzen, die mit einem schwingungsbasierten Triebstrang CMS erkannt werden können, erfordern Messungen in hohen Frequenzbereichen, die insbesondere von Zustandsüberwachungssystemen, die MEMS-Sensoren verwenden, nur eingeschränkt erfasst werden können.
CMScore hingegen verwendet bewährte IEPE-Beschleunigungssensoren und verarbeitet deren Signale mit Abtastraten von bis 25,6 kHz. Das verbessert die Datenqualität insbesondere bei langsam drehenden Komponenten im Triebstrang. Eine hohe Signalqualität und zuverlässige Diagnosen ermöglichen das frühzeitige Erkennen von Zustandsveränderungen und reduzieren ungeplante Stillstände deutlich.
Diese Situation ist kein Einzelfall. In den etablierten Onshore-Windmärkten Europas sind heute zahlreiche Anlagen aus der ersten Ausbauphase in Betrieb – häufig älter als 20 Jahre und mit Leistungen unter 2 MW. Für diese Bestandsanlagen gewinnen kosteneffiziente Retrofit-Lösungen zur Absicherung eines wirtschaftlichen Weiterbetriebs zunehmend an Bedeutung.
Repowering oder Retrofit
Im Zuge eines Repowering haben Betreiber die Möglichkeit, ihre alten Anlagen durch neue zu ersetzen. Der Bau einer neuen Anlage kann allerdings je nach Ausmaß und den örtlichen Genehmigungsbedingungen viel Zeit in Anspruch nehmen. Besonders beim Ersatz einer alten Anlage bedeutet das einen nicht unwesentlichen Ertragsausfall. Gleichzeitig ist der Weiterbetrieb einer alten Anlage ein wirtschaftliches Risiko, weil ihr Ertrag nach Auslauf der EEG Vergütung vergleichsweise gering und die Ausfallwahrscheinlichkeit mit zunehmenden Alter steigt.
Betreiber älterer Windkraftanlagen weichen daher oft auf Retrofit-Lösungen zur Früherkennung kritischer Triebstrangschäden aus. Bedingt durch die oftmals niedrigen Erträge dieser Anlagen müssen die Betreiber die Investitionskosten zugunsten einer raschen Amortisation auf ein Minimum beschränken. Für solche Anlagen benötigt es eine qualitativ hochwertige Lösung zu einem kostengünstigen Preis. Genau für solche Anlagen entwickelte Bachmann Monitoring GmbH ihre preiswerte CMScore Lösung die sich, je nach Anwendung innerhalb von ein bis drei Jahren amortisiert.
Die Vorteile von CMScore
Die bestehende Zustandsüberwachung der Südwind-S.70-Anlagen in Schönerlinde stammte aus dem Jahr 2007 und entsprach hinsichtlich Leistungsfähigkeit und Verfügbarkeit nicht mehr den Anforderungen an einen wirtschaftlichen Weiterbetrieb. Mit CMScore wurde die unzuverlässige und wenig performante Auswertungseinheit ersetzt, ohne dass die Sensoren an der Anlage erneuert werden mussten. Dieses typische Vorgehen im Retrofit spart zusätzlich Kosten.
Im Vergleich zum bisherigen System liefert CMScore bei unveränderter Sensorik deutlich mehr diagnostische Information und erlaubt eine Standardisierung der Zustandsüberwachung mit allen durch Bachmann überwachten Anlagen. Möglich wird dies durch eine leistungsfähigere Signalverarbeitung und die zentrale Auswertung in der WebLog Suite, wodurch eine tiefgehende Zustandsüberwachung einzelner Triebstrangkomponenten realisiert werden kann.
Die WebLog Suite kann zudem auch Daten aus Fremdsystemen verarbeiten. Dadurch bekommt der Betreiber eine vereinheitlichte Oberfläche der Daten aller Anlagen. Das ist gerade bei gemischten Flotten sehr wichtig.
Wenig Aufwand. Viel Impact.
Die Nutzung vorhandener Schnittstellen in der Anlage reduzierte den Aufwand der Installation entscheidend. Nachdem die Netzwerkverbindung und die Spannungsversorgung hergestellt wurden, mussten nur mehr die Sensoren angeklemmt werden. Eine einfache und schnelle Prozedur,die Zeit und damit vor allem Kosten spart. Die Südwind S70 Windkraftanlagen mussten nicht länger als einen halben Tag stillstehen und konnten nach erfolgreichem Inbetriebnahme Test reibungslos wieder anlaufen. Über die neugestaltete Web‑Oberfläche waren alle relevanten Systemzustände und Testergebnisse auf einen Blick nachvollziehbar.
Die Feldinstallation im Windpark Schönerlinde zeigt exemplarisch, wie sich die Wirtschaftlichkeit älterer Windenergieanlagen mit überschaubarem Aufwand gezielt verbessern lässt. Retrofit‑Lösungen wie CMScore leisten dabei einen entscheidenden Beitrag, um technische Risiken frühzeitig zu adressieren und den wirtschaftlichen Weiterbetrieb von Bestandsanlagen langfristig abzusichern.
