Bonfiglioli und Schaeffler entwickeln Industrie-4.0-Lösungspaket für Azimut-Antriebe von Windenergieanlagen

Ein kompaktes Industrie-4.0-Lösungspaket für Azimut-Antriebe von Windenergieanlagen ist das Ergebnis einer langfristig angelegten Entwicklungspartnerschaft von Bonfiglioli und Schaeffler. 

(Bild: Bonfiglioli)

Torque-Sense- und Smart-Check-Sensoren von Schaeffler erfassen Drehmoment-, Geschwindigkeits-, Vibrations- und Temperaturinformationen in Windenergieanlagen (WEA). Diese Daten werden über ein Gateway übertragen und mithilfe von Algorithmen kombiniert und verarbeitet, die Bonfiglioli aufgrund ihres über 60-jährigen Know-hows mit Getriebemotoren speziell für diese Anwendung entwickelt hat. Anschließend können die Anwender die Daten auf der Bonfiglioli Cloud-Plattform nutzen. Über das Bonfiglioli Dashboard werden die gesammelten Informationen für den Bediener übersichtlich dargestellt. Wartungsmaßnahmen können so belastungsorientiert vorgenommen und die ungeplanten Stillstandzeiten der Anlage minimiert sowie Betriebskosten gespart werden.

Im Bonfiglioli-Dashboard kann das Bedienpersonal aufgrund der Datenlage eine kontinuierliche Kontrolle des Zustands des Getriebemotors vornehmen, ebenfalls erfolgt eine Abschätzung der Restlebensdauer des Antriebs. Abnormales Verhalten des Azimuth-Antriebs wird ebenso gemeldet wie kritische Zustände. Auf dieser Basis können die Wartungsintervalle auf den tatsächlichen Bedarf hin optimiert und notwendige Reparaturen zu passenden Zeiten vorgenommen werden. Gleichzeitig lässt sich die Ansteuerung der Antriebe optimieren, wodurch Überlastungen vermieden werden. Ein Ergebnis ist die Reduzierung ungeplanter Ausfallzeiten oder umgekehrt, die Steigerung der Wirtschaftlichkeit einer Anlage.

Konkrete Zahlen am Beispiel einer 2,3-MW-WEA machen dies deutlich, wie Gaetano Ciaravella, Mechatronics & IoT Manager bei Bonfiglioli, auf einer Tagung berichtet: "Aktuell sinkt die zeitliche Verfügbarkeit einer Windenergieanlage von 95 % im ersten Jahr auf 82 % im 20. Lebensjahr mit einem Median von 88,5 %. Gleichzeitig sinken auch die Erträge einer Windenergieanlage aufgrund sinkender kWh-Preise um etwa 7% pro Jahr. Die Betriebskosten machen ca. 75 % der gesamten Erstinvestition in den 20 Lebensjahren aus. Ungefähr 50 % der Betriebs- und Wartungskosten entfallen auf nicht geplante Eingriffe. Konkret heißt dies, dass für einen 2,3-MW-Windgenerator in 20 Jahren Betriebskosten in Höhe von ca. 1,6 Mio. € veranschlagt werden, von denen bis zu 1,1 Mio. € auf außerplanmäßige Reparatur und Wartung zurückzuführen sind. Mit einer relativ geringen Investition in das neue System aus der Kooperation von Bonfiglioli und Schaeffler können die Betriebskosten also um bis zu 60 % gesenkt werden."

Bonfiglioli verweist zusätzlich darauf, dass es in der Realität sicherlich weitere Vorteile gebe, die sich aufgrund der verfügbaren Daten bislang nur schwer quantifizieren lassen. Diese würden sich aus der Möglichkeit ergeben, die elektronischen Antriebe in Bezug auf Umgebungs- und Betriebsbedingungen (z. B. Temperaturen, Windstunden/Jahr usw.) anzupassen, was sich direkt und positiv auf die Produktivität des Windgenerators auswirke.

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