Wartung und Instandhaltung von Windkraftanlagen mit Leitfaden

Die Wartung von Windkraftanlagen ist entscheidend, um die Effizienz, Sicherheit und Langlebigkeit dieser wichtigen erneuerbaren Energiequellen zu gewährleisten. In diesem Leitfaden erfährst du, wie du am besten vorgehst und wie du häufige Probleme erkennst und behebst, damit deine Windenergieanlagen mit maximaler Leistung arbeiten können.

Wenn du deine Windenergieanlagen regelmäßig wartest, verhinderst du nicht nur teure Ausfälle, sondern maximierst auch die Energieproduktion. Bei einer regelmäßigen Prüfung kann zum Beispiel ein Krieg an einem Turbinenblatt festgestellt werden. Das gibt dir die Möglichkeit, den Schaden schnell zu beheben, bevor er zu einem größeren Ausfall führt oder gar präventiv zu handeln.

Wenn du die folgenden Strategien befolgst, bist du gut gerüstet, um deine Windkraftanlagen effektiv zu warten, Ausfallzeiten zu reduzieren und die Gesamtproduktivität zu steigern.

Was ist die Wartung von Windenergieanlagen?

Windturbinen sind weltweit eine der wichtigsten Quellen für erneuerbare Energie. In den Vereinigten Staaten gehören sie sogar zu den größten erneuerbaren Energiequellen und liefern jährlich rund 122.000 Megawatt, wobei eine Kilowattstunde nur 2 bis 4 Cent kostet, was sie zu einer der billigsten Energiequellen in den USA macht.

Windturbinen wandeln die Windenergie in Strom um, indem sie mit großen, fächerartigen Propellerblättern an einer hohen, vertikalen Struktur befestigt werden. Sie drehen sich, wenn sie von schnellen Winden getroffen werden, und erzeugen Strom, der dann in das Stromnetz eingespeist wird, um ihn zu verwalten und an die Haushalte zu verteilen.

Die Wartung von Windkraftanlagenbesteht darin, die Komponenten einer Windkraftanlage regelmäßig zu prüfen, zu testen und zu warten, damit sie weiterhin ordnungsgemäß funktionieren kann. Zu einem soliden Wartungsprogramm gehört oft eine Checkliste für Windkraftanlagen. Das ist ein Dokument, das den Protokollen für Windkraftanlagen folgt und alle wichtigen Tests und vorbeugenden Wartungsmaßnahmen enthält, um sicherzustellen, dass die Windkraftanlagen effizient arbeiten.

Da die Windenergie das ganze Jahr über schwankt, ist es wichtig, dass die Zeiträume, in denen die Windenergie am reichlichsten vorhanden ist, optimal genutzt werden. Ist dies nicht der Fall, kann es zu erheblichen Einnahmeverlusten kommen. Deshalb ist es so wichtig, die Windenergieanlagen regelmäßig zu warten.

Wie oft sollten Windkraftanlagen geprüft werden?

Als kapitalintensive Anlagen werden Windturbinen nach der IEC 61400 gebaut, einer internationalen Norm, die die technischen Anforderungen an Windturbinen beschreibt. Einmal errichtet, sollten Windturbinen etwa 20 Jahre halten, aber damit sie gut funktionieren, müssen sie regelmäßig geprüft werden und benötigen daher zwei- bis dreimal pro Jahr einen Wartungs-Check.

Alle fünf Jahre gibt es eine größere und gründlichere vorbeugende Wartung mit mehr Besatzungen und Prüfverfahren. Obwohl dies die übliche Häufigkeit der vorbeugenden Wartung ist, kann sie je nach Bedarf erhöht werden.

Welche Tests gehören zu einem Windturbinenprotokoll?

Um die Langlebigkeit einer Windenergieanlage zu gewährleisten und sicherzustellen, dass sie jederzeit ordnungsgemäß funktioniert, achten zertifizierte Prüfstellen und Techniker bei der Prüfung von Windenergieanlagen auf die folgenden 8 Bereiche:

1. Ölanalyse

Bei einer Ölanalyse werden Ölproben von den Komponenten der Windturbine genommen, die sich in einem geschlossenen System befinden und in Schmieröl getaucht sind, z. B. das Getriebe oder der Generator. Da sich das Öl zusammen mit den mechanischen Teilen einer Windturbine in einem geschlossenen System befindet, mischen sich Nebenprodukte aus Zersetzung und Reibung in das Öl. Die Ölprobe ist daher nach einer sorgfältigen Analyse ein hervorragender Indikator für frühe Anzeichen von Störungen, den Zustand des Schmierstoffs und Verunreinigungen.

2. Prüfung der Windturbinenblätter

Bei der Prüfung der Rotorblätter einer Windkraftanlage werden die Rotorblätter auf Mängel untersucht. Dieser Teil der Prüfung ist sehr wichtig, da die Blätter am anfälligsten für Schäden sind, da sie den größten Teil der Belastung und der Umwelteinflüsse aufnehmen. Tatsächlich gehören Ausfälle der Rotorblätter zu den häufigsten Problemen, die den Betrieb der Turbine verzögern können.

Bei der Prüfung der Propellerblätter werden die Außenflächen und die Innenseite der Propellerblätter auf Defekte untersucht, die ihre strukturelle Integrität beeinträchtigen, wie z. B. Dickenschwankungen und Delaminationen. Neben der visuellen Prüfung kommen verschiedene Verfahren zum Einsatz, wie z.B. die Ultraschallprüfung, bei der Niederfrequenzsonden eingesetzt werden, um die Verklebung, die Haftfestigkeit, die unterschiedliche Dicke und die Faltenbildung zu untersuchen.

3. Prüfung des Blitzschutzsystems

Da Windkraftanlagen hoch aufragende Bauwerke sind, sind sie anfällig für Blitzeinschläge. Deshalb sind Blitzschutzsysteme ein sehr kritischer Teil einer Windkraftanlage, der regelmäßig geprüft werden sollte. Zu den Blitzschutzsystemen gehören die Prüfung der Abschirmung, der Fangeinrichtungen, der Ableitung, des Überspannungsableiters, der Erdungsanlagen, der Erder und der Verbindungen.

4. Thermografische Prüfung

Eine thermografische Prüfung ist eine zerstörungsfreie Prüfmethode, bei der eine Infrarotkamera eingesetzt wird, die hochauflösende Wärmebilder erfasst und aufnimmt, die die Temperaturen auf der Oberfläche eines Objekts zeigen.

Die thermografische Prüfung wird vor allem bei den elektrischen Komponenten einer Windkraftanlage wie dem Generator und den Transformatoren eingesetzt. Die Bilder zeigen „Hotspots“ oder heiße Oberflächen, die durch Probleme wie lose Verbindungen, Isolationsprobleme oder Lastungleichgewichte verursacht werden können.

Seit kurzem werden Infrarotkameras auch eingesetzt, um Propellerblätter zu untersuchen, die zur Prüfung in ein Labor gebracht werden. Defekte werden auf den Bildern als thermische Flecken oder Unregelmäßigkeiten sichtbar und erleichtern die Prüfung.

5. Prüfung von Rotorwucht und Steigungswinkel

Eine Unwucht des Rotors kann auch zu einem Ungleichgewicht der Kräfte führen, die auf andere mechanische Komponenten wirken. Dies wird oft durch große Unterschiede zwischen den Massen der Propellerblätter verursacht und kann auf Fertigungsprobleme hinweisen, die behoben werden müssen. Dies kann zu dauerhaften Schäden führen und die Lebensdauer einer Windkraftanlage stark verkürzen.

Ein Ungleichgewicht der Kräfte kann aber auch auf falsche oder falsch ausgerichtete Steigungswinkel der Propellerblätter zurückzuführen sein. Dies kann zu einer erheblichen Verringerung der Stromerzeugung von Windkraftanlagen führen. Für die Messungen bei einer Prüfung können Lasermessgeräte und photometrische Geräte eingesetzt werden. Nach der Analyse der Messungen können die erforderlichen Korrekturmaßnahmen ergriffen werden.

6. Schwingungsmessung

Aufgrund ihrer rotierenden Komponenten sind Windkraftanlagen Vibrationen ausgesetzt, vor allem an den Lagern, Wellen und Getrieben. Übermäßige Vibrationen können zu übermäßigem Verschleiß führen und die Lebensdauer der mechanischen Komponenten erheblich verkürzen.

Deshalb müssen Sensoren installiert werden, die die Vibrationen messen und prüfen, ob sie innerhalb der zulässigen Werte liegen. Ist dies nicht der Fall, muss eine Fehlersuche durchgeführt werden, um eine mögliche Ursache zu finden und die notwendigen Reparaturen durchzuführen.

7. Endoskopische Prüfung

Die Endoskop-Prüfung ergänzt die Schwingungsmessungen und wird durchgeführt, wenn die vermutete Ursache für übermäßige Schwingungen ein beschädigtes Getriebe ist. Durch das Einführen einer kleinen und flexiblen Videokamera, die durch das Getriebe hindurchgeführt werden kann, kann das Gerät auf eventuelle Schäden untersucht werden. Manche Getriebe haben jedoch keinen ausreichenden Zugang für Endoskope und müssen mit herkömmlichen Prüfmethoden untersucht werden.

8. Prüfung von Fundament und Turm

Die Prüfung des Fundaments, auf dem die Windenergieanlage steht, ist ein weiterer wichtiger Teil des Protokolls für die Prüfung von Windenergieanlagen. Zu den Prüfungen gehören der allgemeine Zustand des Fundaments, die Integrität des Betons und die Korrosion. Aus Sicherheitsgründen umfasst die Prüfung des Fundaments auch eine Untersuchung der Zugangsvorrichtungen wie Leitern, Treppen, Absturzsicherungen, Verankerungen und Geländer.

Warum eine regelmäßige Wartung von Windkraftanlagen wichtig ist

Die Vorteile einer sorgfältigen Wartung von Windkraftanlagen liegen auf der Hand:

• Verbesserte Leistung: Regelmäßige Wartung stellt sicher, dass die Turbinen effizient laufen und länger halten, was sich direkt auf dein Endergebnis auswirkt.
• Kosteneinsparungen: Regelmäßige Wartung hilft dabei, Probleme zu erkennen und zu beheben, bevor es zu kostspieligen Ausfällen kommt.
• Erhöhte Sicherheit: Wenn du potenzielle Gefahren während der Wartung erkennst (und nicht erst später, wenn sie sich verschlimmern), kannst du katastrophale Ausfälle vermeiden und einen sicheren Betrieb gewährleisten.
• Nachhaltige Energieerzeugung: Eine wirksame Wartung führt zu einer zuverlässigeren und nachhaltigeren Energieerzeugung.

Wenn du die Wartung von Windkraftanlagen vernachlässigst, ist ein unerwartetes Versagen ein gefürchtetes Szenario, wie z.B. ein sofortiger Ausfall, der erst nach Tagen repariert werden kann – oder sogar der Einsturz von Türmen, der zu Verletzungen führt.

Wenn du willst, dass deine Windenergieanlagen langfristig gut laufen, sind regelmäßige Prüfungen und Reparaturen unerlässlich. Insgesamt ist ein umfassendes Wartungsprogramm für den zuverlässigen und nachhaltigen Betrieb von Windkraftanlagen unerlässlich – und für deinen Seelenfrieden.

Wartung von Windenergieanlagen leicht gemacht mit einer digitalen Checkliste

Regelmäßige Prüfungen von Windkraftanlagen – geplant oder spontan, online oder offline – waren noch nie so einfach wie mit Lumiform, einer Software für Qualitäts- und Sicherheitsaudits, mit der du Daten mit Checklisten vor Ort über dein Smartphone oder Tablet erfassen kannst.

Mit Lumiform kannst du Fehler reduzieren, die Ausrüstung instand halten und vorausschauend planen, damit du die Prüfungen von Windkraftanlagen gemäß den Protokollen durchführen, die Langlebigkeit deiner Anlagen gewährleisten und weiterhin sicher und zuverlässig wiederverwendbare Energie beziehen kannst.

• Mit unserem flexiblen Formularbaukasten kannst du jede Checkliste für die Prüfung von Windkraftanlagen in ein digitales Format umwandeln – so schnell wie der Wind.
• Lumiform bietet dir eine ganze Bibliothek mit vorgefertigten Vorlagen, aus denen du auswählen kannst, damit du sofort digital arbeiten kannst.
• Mit der intuitiven und einfach zu bedienenden mobilen App können du und deine Beobachter/innen die Prüfungen von Windkraftanlagen ganz einfach und zeitsparend durchführen.
• Alle Prüfungsergebnisse werden automatisch in einem Bericht zusammengefasst und können sofort an das zuständige Personal gesendet werden.
• Automatisierte Analysen helfen dir, Gefahren und Fehler schnell und effektiv aufzudecken und ermöglichen dir so, dich auf die kontinuierliche Verbesserung der Wartungsarbeiten zu konzentrieren.