Technische Optimierung im Anlagenbetrieb

1. Juli 2016

In dem folgenden Beitrag gehen wir auf den Aspekt der technischen Optimierung im Betrieb der Windenergieanlagen (WEA) ein und stellen die Möglichkeiten dar, die prinzipiell durch technische Retrofits und weitere Anlagenoptimierungen bestehen.

Es ist zu beachten, dass eine Windenergieanlage nur zu einem gewissen Grad im Ertrag und in den Verfügbarkeiten optimiert werden kann. Je nach Maßnahme ist dies unterschiedlich kostenintensiv.

Einzelne Produkte im Bereich der technischen Optimierung beruhen auf der Annahme einer „Underperformance“ der WEA. Teilweise werden von Marktteilnehmern signifikante Ertragssteigerungen versprochen, hier ist aber oftmals Vorsicht geboten: Zum einen können die versprochenen Ertragssteigerungen im Markt nicht in dem Umfang bestätigt werden, zum anderen ist in vielen Fällen auch das Ergebnis nicht direkt nachweisbar und eine nachträgliche Verifizierung des Mehrertrages schwierig oder gar nicht möglich.

Grundsätzlich gilt: Um das mögliche Optimierungspotenzial am Standort zu bestimmen, ist zunächst das Betriebsverhalten der Anlage im Detail zu erfassen und zu bewerten. Dieses geschieht anhand der 10-Minuten-Daten der Anlage bzw. durch die Vermessung der Anlage am Standort.

Ein wesentlicher Analyseansatz stellt hierbei die detaillierte Analyse der Leistungskurve da. Ein aus Sicht der Betriebsführung geeignetes Instrument zur Verifizierung der Anlagenperformance ist die Vermessung der Anlage mit einem gondelbasierten LiDAR. Mit einem solchen System kann der ungestörte Wind vor der Anlage gemessen und gleichzeitig das Leistungsverhalten der Anlage aufgetragen werden. wpd windmanager haben ein LiDAR-System mit Erfolg im Einsatz.

In vielen Fällen zeigt sich im Ergebnis, dass zumeist externe Standortbedingungen (Turbulenz, Windpotenzial) die Abweichungen im Energieertrag bedingen, jedoch seltener eine schlechte Performance der Anlage als Ursache ausgemacht werden kann.

Eine weitere Möglichkeit der Optimierung stellt das technische Retrofit dar. Hierunter werden u.a. Technologien gefasst, die als Ergänzung zur Sensorik installiert werden, z.B. Änderungen an der Steuerung sowie Änderungen an den Rotorblättern. Kleinere Retrofits beinhalten Verbesserungen, die sich auf die Bereiche Wartungsintervalle und Verfügbarkeiten beziehen, größere Maßnahmen konzentrieren sich primär im Bereich der Rotorblätter. Je nach Standort und Anlagenhistorie ist das Optimierungspotenzial der Maßnahmen unterschiedlich hoch zu bewerten.

Das Problem: Viele der vorgeschlagenen Änderungen zielen darauf ab, ein angeblich suboptimales WEA-Verhalten zu korrigieren, statt sich auf eine Verbesserung der Performance über die Angaben des Herstellers hinaus zu fokussieren. Vor dem Ergreifen von Maßnahmen sollte zunächst der Grad einer etwaigen „Underperformance“ ermittelt werden. Im Bereich Retrofit (oder auch Upgrade) dürfen außerdem nicht die nachträglichen Optimierungen durch den Hersteller vergessen werden. Eine Windenergieanlage wird auch nach Errichtung weiter entwickelt und eingestellt, denn vieles an möglichen Optimierungen zeigt sich erst im Anlagenbetrieb. Dieses geschieht z.B. in Form von Softwareupdates der Anlagensteuerung oder aber durch technische Nachrüstungen.

Fazit: Es ist möglich, eine WEA technisch zu optimieren, doch Art und Umfang der Maßnahme müssen im Einzelfall geprüft und standortbezogen betrachtet werden. Betreiber sollten angebotene Marktlösungen kritisch prüfen und vor Einsatz größerer und kostenintensiver Optimierungskampagnen eine detaillierte technische Bewertung vornehmen lassen – diesen Service bieten wpd windmanager an.