Online-Überwachungstechnologie für sicherere und kosteneffizientere Verankerungsarbeiten
Schwimmende Offshore-Windparks bergen eine große Chance auf die Nutzung der Windenergie bei gleichzeitiger Verringerung des bei der Energieerzeugung verursachten CO2-Ausstoßes. Das Management der Verankerungssystemintegrität ist in Offshore-Windparks entscheidend wichtig, aber die derzeit genutzten Windkraftanlageninspektionssysteme beruhen auf veralteter Technologie, die nicht mit Sicherheit und Kosteneffizienz in Einklang zu bringen ist. Eine neue Lösung auf der Grundlage von Online-Überwachung soll hier Veränderungen herbeiführen. Das EU-finanzierte Projekt MooringSense schlägt ein Instrument vor, das effizientere Verankerungsabläufe ermöglichen und zudem erhebliche wirtschaftliche Vorteile bieten wird. Es dient dem Ziel, „die mit der schwimmenden Offshore-Windenergieerzeugung verbundenen Kosten um 10-15 % zu senken“ sowie „die Energieerzeugung um 2-3 % zu verbessern“, wie es in einer auf der Projektwebsite veröffentlichten Pressemitteilung heißt. Zu diesem Zweck nutzt diese europäische Forschungs- und Innovationsmaßnahme Fachwissen und Lösungen aus einer Vielzahl von Disziplinen, darunter Technologien für globale Satellitennavigationssysteme, numerische Modellierung, Steuer- und Regelungstechnik und maschinelles Lernen.
So funktioniert es
Das von der unabhängigen Niederländischen Organisation für Angewandte Naturwissenschaftliche Forschung, kurz TNO, entwickelte Entscheidungshilfeinstrument hat die Verbesserung des Instandhaltungsprozesses für schwimmende Windkraftanlagen zum Ziel. „Es integriert die Funktionen zur Überwachung des strukturellen Zustands und der Restlebensdauer und nutzt diese, um den aktuellen Zustand der Bauteile abzuschätzen und den Zeitpunkt zukünftiger Ausfälle vorherzusagen. Auch die Daten des digitalen Zwillings dienen der Vorhersage zukünftiger Ausfälle, und die Integritätsmanagementstrategie kann als zu bewertende Inspektionsstrategie eingebunden werden“, heißt es in der Pressemitteilung. Das Werkzeug sammelt und kombiniert Arbeitsauftragsdaten aus verschiedenen Quellen, die es zur Bewertung der Betriebskosten einsetzt. Diese Kosten werden dann mit den bei verschiedenen Inspektions- oder Reparaturstrategien anfallenden Kosten verglichen. Eine 2021 in „OnePetro“ publizierte wissenschaftliche Arbeit beschreibt gleichermaßen die Projektarbeit an der Integritätsmanagementstrategie. Die Publizierenden merken an: „Durch die Nutzung zusätzlicher Informationen, die Überwachungstechnologien liefern, und von Prognoseressourcen zur Bestimmung des Zustands und der verbleibenden Lebensdauer des Verankerungssystems liefert die Strategie die Kriterien für eine optimale Entscheidungsfindung bei der Auswahl von Betriebs- und Instandhaltungsaktivitäten.“
MooringSense geht nach Übersee
Vorgestellt wurde das Projekt auf der kürzlich von der University of Delaware in den Vereinigten Staaten ausgerichteten Konferenz NAWEA/WindTech 2022. Dort erläuterte Feike Savenije, Forscher am Energieforschungszentrum der Niederlande als Teil der TNO, die Projektziele und -entwicklungen in einer parallel stattfindenden Sitzung mit dem Titel „Cost effective monitoring: application of the linear aero-hydro-elastic model TURBU as building block for a (floating) offshore wind turbine digital twin“ (Kosteneffiziente Überwachung: Anwendung des linearen aero-hydro-elastischen Modells TURBU als Baustein für einen (schwimmenden) digitalen Zwilling für Offshore-Windkraftanlagen). Die von MooringSense (MOORING SYSTEM INTEGRITY MANAGEMENT THROUGH MONITORING, DIGITAL TWIN AND CONTROL TECHNOLOGIES FOR COST REDUCTION AND INCREASED EFFICIENCY) entwickelten Lösungen wurden bereits mit Erfolg in der Offshore-Wind-, Öl- und Gasindustrie eingesetzt. Das Konsortium wird auf die Optimierung des Instruments hinarbeiten, um somit auch zukünftig Europas Spitzenleistung in der Offshore-Windenergie unter Beweis zu stellen. Weitere Informationen: MooringSense-Projektwebsite
Schlüsselbegriffe
MooringSense, Windkraftanlage, Verankerungssystem, Offshore-Windenergie, Integritätsmanagement, digitaler Zwilling
