Servicewelten

Die Herausforderung des Service-Managements in der Windkraft-Industrie

Service in der Windkraftindustrie

Der fortschreitende Ausbau der Windenergie ist nicht nur für die Energiewende der Bundesrepublik von Bedeutung. Der Betrieb von Windkraftanlagen ist auch eine Herausforderung, die den Einsatz innovativer Technologien und Konzepte im Service fördert. Deshalb können auch andere Branchen davon lernen.

Derzeit werden in Deutschland rund 30.000 Windräder betrieben. Man kann diese sinnvollerweise in Offshore- und Onshore-Anlagen unterteilen. Denn die Schwierigkeiten im Bereich Wartung und Reparatur unterscheiden sich erheblich. Offshore-Windräder machen dabei mit rund 1.500 Objekten den kleineren Teil aus.

Der Unterschied zwischen Offshore- und Onshore-Windkraftanlagen im Service

Ein Windrad auf dem Land erzeugt bis zu 15 Gigawattstunden Strom pro Jahr. Diese Menge reicht ungefähr, um 4.400 Haushalte mit Strom zu versorgen. Offshore-Anlagen sind meist sehr viel leistungsfähiger, aber eben auch im Service deutlich anspruchsvoller.

Offshore-Anlagen können bis zu 67 Gigawattstunden pro Jahr liefern und somit ungefähr bis zu 19.000 Haushalte mit Strom versorgen. Dies liegt unter anderem daran, dass auf See weitaus größere Windräder gebaut werden. Allerdings hat auch der Wind einen großen Einfluss. Die Zeit, in der ausreichend Wind weht, um ein Windrad effektiv zu betreiben, beträgt an Land über das Jahr verteilt nur etwa 12-25%. Dieser Wert variiert natürlich auch Onshore je nach Standort, auf See übersteigt die Windverfügbarkeit den Wert von 25% jedoch meist deutlich.

Dadurch ist der Betrieb auf See im Hinblick auf Leistung und Umsatz weitaus ertragreicher. Allerdings wird hier das Service-Management auch weitaus stärker gefordert und auch die Kosten sind in diesem Bereich erheblich höher. Man kann davon ausgehen, dass Service und Wartung von Windparks auf See bis zu einem Viertel der Gesamtkosten ausmachen. An Land spricht man eher von einem Kostenanteil im einstelligen Prozentbereich.

Was sind die Herausforderungen für den Servicebetrieb von Offshore-Anlagen?

Die Schwierigkeit, mit der unsere Service-Kollegen in der Windkraft-Industrie auf hoher See zu kämpfen haben, bestehen vor allem in der schwierigen Erreichbarkeit der Anlagen, weshalb Störungen und Ausfälle hier in besonderem Maße problematisch sind.

Im günstigsten Fall werden Servicetechniker im Störungs- und Wartungsfall per Schiff zur Anlage gebracht. Dies ist allerdings aufgrund der oft schlechten Wetterverhältnis nur an 20 Prozent der Tage im Jahr möglich, da die Service-Schiffe nicht gefahrlos zu den Anlagen gelangen können.

Deshalb werden Service-Techniker nicht selten in James-Bond-Manier mitsamt ihrer Ausrüstung per Helikopter an ihrem Arbeitsplatz abgeseilt. Auf diese Weise sind Einsätze zusätzlich zum Schiffbetrieb an rund 60% der Tage möglich. Aufgrund von Nebel und schwierigen Windverhältnissen sind die Anlagen jedoch an 20% aller Tage überhaupt nicht erreichbar.

Aufgrund der hohen Leistungsfähigkeit von Offshore-Windrädern ist ein Ausfall, der in diesen Zeitraum fällt, natürlich ein besonderes Problem, da hierdurch große Umsatzeinbußen entstehen. Deshalb ist das Service-Management in besonderem Maße gefordert, die Anlagen so störungsfrei wie möglich zu halten.

Wie werden Windkraftanlagen gewartet?

Die beschriebenen Herausforderungen führen dazu, dass der Service in der Windkraft-Industrie zum Vorreiter in der Anwendung von Fernwartungs-Technologien geworden ist. Generell unterscheiden wir drei unterschiedliche Wartungsvarianten: die automatische Wartung, die Fernwartung und die Wartung vor Ort.

Die automatische Wartung umfasst vor allem die Anwendung von Condition Monitoring für die elektronische Echtzeitüberwachung von Daten über Temperatur, Schwingungen, Druckzustände und weitere Messdaten der Anlagen. In vielen Fällen können Störungen mithilfe von Condition Monitoring automatisch behoben werden. Bei schwierigen Wetterbedingungen drehen sich die Windräder beispielsweise automatisch aus dem Wind und auch einige andere Fehler kann das System selbst beheben. Hier sind zum Beispiel elektronische Störungen oder der Ausgleich von Druck- und Temperaturunterschieden zu nennen.

Aber auch wenn eine Störung nicht automatisch behoben werden kann, muss nicht immer ein Serviceeinsatz vor Ort erfolgen. Der Betreiber verfügt im Rahmen der Fernwartung über weitreichende Möglichkeiten, um kostspielige und gefährliche Außeneinsätze zu vermeiden. Die Windindustrie ist gleichzeitig auch Vorreiter in der Anwendung von Predictive Maintenance, da bei Windkraftanlagen ein Großteil der Fehler durch die Überwachung einiger weniger Baugruppen detektiert werden kann. Durch die lückenlose Dokumentation und Interpretation dieser Betriebsdaten können Einsätze vor Ort zeitlich besser vorausgesagt und geplant werden.

Die Herausforderung für die Service-Mannschaft

Service Manager sind beim Betrieb an Windkraftanlagen verstärkt darauf bedacht, Ausfälle und Störungen frühzeitig zu vermeiden. Außeneinsätze vor allem auf hoher See sind zu reduzieren, da Sie mit einigen Schwierigkeiten verbunden sind. Ab und zu kommt es sogar vor, dass Servicetechniker aufgrund von Wetterumschwüngen auf den Anlagen festsitzen. Aus diesem Grund werden in jeder Anlage Notfallrationen, Decken und Weiteres gelagert, damit die gestrandeten Techniker im Notfall einige Tage dort überleben können. Auch wenn dies eher selten vorkommt, so bleiben die Einsätze gefährlich und teuer.

Die Erreichbarkeit von Offshore-Windkraftanlagen erfordert weiterhin ein hervorragendes Field-Service-Management. Zwar können die Techniker auch mit dem Hubschrauber die meiste Zeit im Jahr zur Anlage gebracht werden. Dennoch empfiehlt es sich aus Kostengründen, so viele Wartungseinsätze wie möglich an den wenigen Tagen durchzuführen, an denen die Arbeiter per Schiff zum Einsatzort gelangen können.

Für Servicetechniker ist also das Offshore-Feld eine besondere Herausforderung. Sie müssen deshalb auch einem verschärften Anforderungskatalog gerecht werden. Schließlich kann man nicht jedem Techniker zumuten, sich aus einem Hubschrauber abzuseilen. Neben dem technischen Know-how ergeben sich deshalb auch Bedingungen bezüglich der Fitness und Gesundheit. Dies stellt ein Problem dar, im Hinblick auf den grassierenden Fachkräftemangel. Wer diese Ansprüche erfüllt, kann jedoch mit einem relativ abwechslungsreichen und spannenden Arbeitsumfeld rechnen. Letzteres betrifft ebenso Windenergie an Land.

Was können wir vom Service der Windindustrie lernen?

Im Maschinenbau und anderen Bereichen wird viel über Condition Monitoring und Predictive Maintenance gesprochen. Allerdings lässt die Anzahl und der Umfang der tatsächlich umgesetzten Projekte häufig zu wünschen übrig. Mit der Windkraft-Industrie haben wir einen Vorreiter in diesem Bereich, der aufgrund der branchentypischen Anforderungen gegenüber anderen Industrien bereits einen Schritt voraus ist.

Natürlich sind Anlagen im Maschinenbau oft etwas komplexer in der Überwachung aufgrund der vielen unterschiedlichen verbauten Technologien und Achsen, sowie der typischerweise deutlich größeren Anzahl an Fehlerquellen, weshalb Lösungen hier etwas schwieriger umzusetzen sind. Dennoch sorgt auch hier die geringe Verfügbarkeit von geeigneten Servicefachkräften auf dem Arbeitsmarkt dafür, dass in diese Richtung gedacht werden muss. Denn Einsätze müssen immer effizienter geplant werden, damit Wartungsverträge überhaupt noch bedient werden können. Es lohnt sich deshalb, einen Blick in den Windkraft-Bereich zu werfen, da diese nicht nur an Nord- und Ostsee, sondern auch in Bezug auf innovative Wartungskonzepte wissen, aus welcher Richtung der Wind weht.

Verfügbarkeitsgarantien und im Top-Level sogar Output-Garantien für eine bestimmte Leistung sind bei Serviceverträgen in der Windenergie-Branche ebenso Standard. Das ist ein weiterer Punkt, an dem der klassische Maschinenbau noch etwas hinterherhinkt und hoffentlich in vielen Bereichen zeitnah aufschließen kann.

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