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WID-WHITEPAPER Häufigkeit von Mängeln bei der Wiederkehrenden Prüfung

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Maschinengondeln haben mittlerweile Dimensionen von Einfamilienhäusern erreicht, auch Maschinenhausgewichte von mehreren hundert Tonnen sind keine Seltenheit. Und ein einzelnes Rotorblatt bringt bei einer Länge von über 60 m rund 20 Tonnen oder mehr auf die Waage. Das bedeutet nicht nur Schwerstarbeit für die Logistik in der Bauphase, sondern stellt auch höchste Ansprüche an die Betriebssicherheit einer Windenergieanlage, und zwar über ihren gesamten Lebenszyklus hinweg. Wer aber prüft die Betriebssicherheit dieser Anlagen? Wie wird dabei vorgegangen? Und wie sicher sind eigentlich moderne Windenergieanlagen?

Die nachfolgende Grafik

Die nachfolgende Grafik zeigt die Mängelverteilung der Stichprobe sortiert nach den drei wesentlichen Anlagenbestandteilen/Baugruppen: „Maschine“, „Rotor“ und „Tragwerk“ (analog zu der Die Aufteilung nachfolgende in den Grafik einschlägigen zeigt die Regelwerken). Mängelverteilung Der Teilbereich der Stichprobe „Maschine“ sortiert umfasst nach dabei den drei das wesentlichen Maschinenhaus Anlagenbestandteilen/Baugruppen: ohne die Rotorblätter, der Bereich „Maschine“, „Rotor“ „Rotor“ beinhaltet und „Tragwerk“ im Wesentlichen (analog zu der die WiD WHITEPAPER | Häufigkeit von Mängeln bei der 10 Aufteilung Rotorblätter in samt den Blattverschraubung einschlägigen Regelwerken). und der Bereich Der „Tragwerk“ Teilbereich bezeichnet „Maschine“ das umfasst Bauwerk dabei mit Turm das Maschinenhaus und Fundament ohne Maschine die Rotorblätter, und Rotor. der Erkennbar Bereich Wiederkehrenden ist „Rotor“ eine Konzentration beinhaltet Prüfung im der Wesentlichen Mängel bei der die Rotorblätter Baugruppe „Rotor“, samt Blattverschraubung gefolgt von „Maschine“ und der und Bereich „Tragwerk“. „Tragwerk“ bezeichnet das Bauwerk mit Turm und Fundament ohne Maschine und Rotor. Erkennbar ist eine Konzentration der Mängel bei der Baugruppe 100% „Rotor“, gefolgt von „Maschine“ und „Tragwerk“. 90% 100% 80% 90% 70% 80% 60% 70% 50% 60% 40% 50% 30% 40% 20% 30% 10% 20% 0% 10% Abb. 18: Mängelverteilung nach Baugruppen (674 Anlagenprüfungen) Maschine Rotor Tragwerk 0% Maschine Rotor Tragwerk Abb. 18: Mängelverteilung nach Baugruppen (674 Anlagenprüfungen) Abb. Klassiert 18: Mängelverteilung man die gleiche nach Mängelverteilung Baugruppen (674 zusätzlich Anlagenprüfungen) nach Anlagenalter, so zeigt Klassiert sich folgendes man die Bild: gleiche Mängelverteilung zusätzlich nach Anlagenalter, so zeigt sich folgendes Bild: Klassiert 100% man die gleiche Mängelverteilung zusätzlich nach Anlagenalter, so zeigt sich folgendes Bild: Abb. 19: Mängelverteilung nach Baugruppen und Anlagenalter 90% 100% 80% 90% 70% 80% 60% 70% 50% 60% 40% 50% 30% 40% 20% 30% 10% 20% 0% 10% 0% 4-6 Jahre 6-8 Jahre 8-10 Jahre 10-12 Jahre 12-14 Jahre 14-16 Jahre 16+ Jahre Maschine Rotor Tragwerk 4-6 Jahre 6-8 Jahre 8-10 Jahre 10-12 Jahre 12-14 Jahre 14-16 Jahre 16+ Jahre Maschine Rotor Tragwerk Abb. 19: Mängelverteilung nach Baugruppen und Anlagenalter Zu erkennen ist hier ein nennenswerter Unterschied in der Mängelverteilung je nach Teilbereich und Anlagenalter. Während der Anteil der Mängel aus dem Bereich „Maschine“ nach 10 bis 12 Jahren ein Maximum erreicht und anschließend Abb. 19: Mängelverteilung nach Baugruppen und Anlagenalter zunächst wieder fällt, um dann in den Folgejahren bei rund 30 Prozent zu verharren, steigt der Anteil der Mängel aus dem Bereich „Rotor“ nach einem anfänglichen beachtlichen Peak und einem anschließenden deutlichen Rückgang hiernach wieder kontinuierlich an, um schließlich ab dem 16. Betriebsjahr sein Maximum zu erreichen. Dagegen ist der Anteil der Mängel aus dem Bereich „Tragwerk“ zunächst relativ niedrig, um dann nach 10 bis 12 Jahren deutlich anzusteigen und später wieder leicht abzusinken. Wie lassen sich diese (nicht repräsentativen) Zahlen erklären?

WiD WHITEPAPER | Häufigkeit von Mängeln bei der Wiederkehrenden Prüfung 11 Teilbereich Maschine 6 bis 8 Jahre alte Maschinen zeigen nach dieser Auswertung noch vor den 4 bis 6 Jahre alten Maschinen die niedrigste Mängelquote. 10 bis 12 Jahre alte Maschinen weisen die höchste Mängelquote auf. Dies zeigt einerseits, dass die letzte (heute 6 bis 8 Jahre alte) Anlagengeneration, die vor allem von 2-MW-Anlagen Zu dominiert erkennen wird, ist hier offensichtlich ein nennenswerter technisch Unterschied ausgereift in ist. der Es zeigt Mängelverteilung andererseits, je dass nach Teilbereich und Anlagenalter. die Während der jüngeren der Anteil Generation der Mängel (meist aus 2 MW dem oder Bereich größer) „Maschine“ zwar leistungsstärker, aber erreicht nicht und unbedingt anschließend mängelfreier zunächst geworden wieder fällt, sind. um Diese dann Entwicklung in den Folgejahren gilt bei rund 30 nach 10 bis 12 Jahren ein Maximum Prozent es in den zu verharren, nächsten Jahren steigt der weiter Anteil kritisch der Mängel zu verfolgen aus dem und Bereich zu hinterfragen. „Rotor“ nach einem anfänglichen beachtlichen Peak und einem anschließenden deutlichen Rückgang hiernach wieder kontinuierlich an, Das um Maximum schließlich der ab Mängel dem 16. bei Betriebsjahr rund 12 Jahre sein alten Maximum Anlagen zu lässt erreichen. sich wiederum Dagegen ist der Anteil der Mängel mit dem aus Bauzeitraum dem Bereich und „Tragwerk“ den seinerzeit zunächst häufig relativ installierten niedrig, um Anlagen dann (um nach 1,510 MW) bis 12 Jahren deutlich anzusteigen erklären. Viele und später dieser wieder Anlagen leicht weisen abzusinken. typabhängige Wie lassen Mängel sich auf, diese die erst (nicht nach repräsentativen) gewisser Betriebszeit zum Tragen kommen. Daneben setzen Alterung, Ermüdung Zahlen erklären? und verschleißbedingte Schäden den Maschinen zu und generieren Instandsetzungsbedarf. Maschine Dies erklärt auch zum Teil, weshalb ältere Maschinen wieder besser Teilbereich abschneiden: Sie haben aufwendigere Instandsetzungen, Upgrades und Updates 100% meist schon hinter sich. 90% 80% Abb. 20: Mängelverteilung „Maschine“ nach Anlagenalter 70% 60% 50% 40% 30% 20% 10% 0% 4-6 Jahre 6-8 Jahre 8-10 Jahre 10-12 Jahre 12-14 Jahre 14-16 Jahre 16+ Jahre Abb. 20: Mängelverteilung „Maschine“ nach Anlagenalter 6 bis 8 Jahre alte Maschinen zeigen nach dieser Auswertung noch vor den 4 bis 6 Jahre alten Maschinen die niedrigste Mängelquote. 10 bis 12 Jahre alte Maschinen weisen die höchste Mängelquote auf. Dies zeigt einerseits, dass die letzte (heute 6 bis 8 Jahre alte) Anlagengeneration, die vor allem von 2-MW-Anlagen dominiert wird, offensichtlich technisch ausgereift ist. Es zeigt andererseits, dass die Anlagen der jüngeren Generation (meist 2 MW oder größer) zwar leistungsstärker, aber nicht unbedingt mängelfreier geworden sind. Diese Entwicklung gilt es in den nächsten Jahren weiter kritisch zu verfolgen und zu hinterfragen. Das Maximum der Mängel bei rund 12 Jahre alten Anlagen lässt sich wiederum mit dem Bauzeitraum und den seinerzeit häufig installierten Anlagen (um 1,5 MW) erklären. Viele dieser Anlagen weisen typabhängige Mängel auf, die erst nach gewisser Betriebszeit zum Tragen kommen. Daneben setzen Alterung, Ermüdung und verschleißbedingte Schäden den Maschinen zu und generieren Instandsetzungsbedarf. Dies erklärt auch zum Teil, weshalb ältere Maschinen wieder besser abschneiden: Sie haben aufwendigere Instandsetzungen, Upgrades und Updates meist schon hinter sich.

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