Vor einigen Wochen stellte Ihnen Ann Pattison von Lufft USA den neuen Windbridge™-Signalwandler von Nor-Cal Controls vor, mit dem die Kommunikationsprobleme zwischen der speicherprogrammierbaren Steuerung (SPS) und den neuen Windsensoren der Vergangenheit angehören. Das Gerät erleichtert die Anbindung von Windsensoren, wie dem VENTUS-UMB, an die SPS enorm. Dadurch können Turbinen dank der robusten neuen Wind-Sensor-Modelle langzeit-wartungsfrei laufen. Eine praktische Kosten-Nutzen-Analyse am Beispiel des WindBridge™ zusammen mit dem VENTUS Ultraschall-Anemometer finden Sie im folgenden Beitrag…
Projektbetreiber wissen, dass alle Windkraftanlagen einen Windsensor brauchen. Dadurch können die Propeller exakt in den Wind gestellt werden, wodurch die Stromproduktion maximiert und die Effizienz gesteigert wird. Wenn der Sensor ausfällt oder eine Kalibrierung anfällt, kann es für die Betreiber sehr teuer werden – vor allem wenn diese das Problem nicht sofort erkennen.
Der Ausfall einer einzigen GE 1,6 MW-Turbine für 24 Stunden führt zu einem Energieverlust im Wert von rund 1000$ oder sogar mehr. Solche Umsatzverluste summieren sich schnell, wenn man sie für die Anzahl der Turbinen multipliziert. Eine Sensor-Vereisung kann, je nach Windstärke, bis zu 20% Energieeinbußen mit sich bringen, besonders wenn zu dieser Zeit sehr produktive Winde auftreten. Die Wiederbeschaffungskosten der Sensoren an sich stellt auch einen großen Aufwand dar, insbesondere dann, wenn dies recht häufig geschehen muss.
Solche Beispiele verdeutlichen, warum die Verringerung der auftretenden Störungen so wichtig ist. V.a. hinsichtlich der Tatsache, dass die Wartungs- und Austauschkosten der Teile meist sehr hoch angesetzt sind. Qualifizierte Wartungskräfte können Probleme zwar schnell lösen, aber ihre Zeit ist teuer. Kunden müssen sie nämlich auch dafür entschädigen, dass Sie lange Fahrtzeiten zu den Windfarmen in Kauf nehmen und auf die hohen Windturbinen klettern müssen. Dazu kommt meist die extreme Kälte, die nicht selten auf Windanlagen herrscht. Außerdem sollte wertvolles Wartungspersonal besser mit der täglichen Arbeit befasst sein, bei der es die Standortpotentiale analysiert und die Energie-Effizienz verbessert, statt Windsensoren zu reparieren.
Die Grafik demonstriert mögliche Kosteneinsparungen in Verbindung mit der langfristigen Zuverlässigkeit der Turbinen, die mit dem Lufft VENTUS und dem Windbridge™ Signalwandler von Nor-Cal Controls Inc. ausgestattet sind, im Vergleich zu klassischen Lösungen. Dabei handelt es sich um akkumulierte Kosten-Nutzen-Verhältnisse im Lauf von drei Jahren nach Projektstart. Da Projekte i.d.R. 20 Jahre oder mehr andauern, sind die Einsparungen über die komplette Nutzungsdauer natürlich um ein Vielfaches höher.
Die in der Grafik verwendeten Daten stammen aus einer Reihe von Interviews mit Projektwartungspersonal. Sie teilten uns mit, dass im Durchschnitt 40% der mechanischen Windsensoren jährlichen ausfallbedingt ausgetauscht werden müssen. Außerdem wurden 20% der Verluste durch Vereisung der mechanischen Sensoren (Windfahnen oder auch Halbschalen-Anemometer) hervorgerufen. Das Schaubild zeigt auch den fälligen Sensor-Austausch alle vier Jahre, der bei mechanischen Messprinzipien üblich ist.
Hier weitere interessante Fakten über Windkraftanlagen im Überblick:
- Eine Stunde Energieverlust kostet 40$ pro Turbine
- Eine 1 GE 1.6MW-Turbine produziert ca. 3500 MWh pro Jahr
- Der aktuelle Durchschnitts-Energiepreis in den USA beträgt ca. 0.10$ pro kWh
- Der Austausch eines Sensors dauert i.d.R. 5 Stunden
- Rund 1.500$ Kosten verursacht der Kauf und der Ersatz eines mechanischen Sensors
- Rund 5.000 $ kostet die Installation eines gängigen Ersatz-Ultraschallsensors
- Kosten in Höhe von rund 2.500 $ verursachen Problembehebungen pro Jahr und Projektstandort
- Die Kalibrierung mechanischer Windsensoren kostet um die 300 $ pro Jahr
- Ein mechanischer Sensor muss mindestens einmal pro Jahr ersetzt werden.
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