2018

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Emissionsfrei unterwegs dank Windkraft

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Tags: NullEmissionen
Joris Peeters, 14. November 2018
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Joris Peeters Head of Digitalization ZF Wind Power
Wo beginnt das emissionsfreie Fahren? Wir bei ZF glauben, es startet mit der Produktion von erneuerbarer Energie, also lange bevor ein elektrischer Motor ein Fahrzeug bewegt. Da unser Ziel eine Welt ohne Emissionen ist – und das, obwohl weltweit der Energiebedarf wächst – müssen wir die benötigte Energie nachhaltig erzeugen. Fakt ist, dass wir nur dann emissionsfrei unterwegs sind, wenn auch die dafür eingesetzte Energie emissionsfrei erzeugt wird.

Wir stehen vor der Herausforderung, dass der Strommarkt nach mehr erneuerbarer Energie für weniger Geld verlangt. Folglich sucht die Windbranche nach Möglichkeiten, bei der Stromproduktion die Effizienz zu steigern. Die intelligenten Getriebe von ZF Wind Power helfen mit, die Energiekosten zu senken. Digitaltechnik trägt dazu bei, nicht geplante Stillstandszeiten von Windkraftanlagen zu vermeiden, ihre Lebensdauer zu verlängern und ihre Leistung zu erhöhen. All dies dient letztendlich dazu, die Kosten der Windenergie zu senken.

Wir bei ZF Wind Power entwickeln, produzieren und warten Windkraftgetriebe bereits seit 40 Jahren. Um eine hohe Verfügbarkeit sicherzustellen, haben wir unsere jüngste Entwicklung mit Digitaltechnik ausgestattet. Wir nennen sie „Intelligentes Getriebe“. Bei diesem Ansatz nutzen wir die für jedes Getriebe unterschiedlichen individuellen Daten, die in einer Art digitaler Geburtsurkunde hinterlegt sind. In diesem Dokument sind die individuelle Konfiguration ebenso wie die Ergebnisse der durchgeführten Qualitätsprüfungen gespeichert. Auch lässt sich damit die Herkunft sämtlicher verbauter Komponenten zurückzuverfolgen. Der Life Cycle Monitor umfasst alle Informationen über die gesamte Lebensdauer des Getriebes, vom Service-Logbuch bis hin zu hochdynamischen Signalen von Überwachungssystemen am Antriebsstrang. Letztere dienen dazu, Anomalien frühzeitig zu erkennen.

Weht der Wind, sollten Windkraftanlagen kontinuierlich saubere Energie erzeugen. Ausfallzeiten sind jetzt unbedingt zu vermeiden. Unser Intelligentes Getriebe erleichtert die proaktive Wartung sowie die Optimierung von Reparaturmaßnahmen am Antriebsstrang.
Wie das funktioniert? Zum einen stellt der Service die Verfügbarkeit der richtigen Ersatzteile für jedes einzelne Getriebe zur richtigen Zeit und am richtigen Ort sicher. Die Analyse der bereits „verbrauchten“ Lebensdauer – basierend auf dem Getriebewissen von ZF, kombiniert mit real gemessenen Lasten – liefert einen Anhaltspunkt für die verbleibende Lebensdauer jeder einzelnen Getriebekomponente. Diese Indikatoren kombinieren statistisch fundierte Restlebensdaueranalysen, um das Ersatzteilmanagement zu optimieren.
Zum anderen generiert Überwachungstechnik im Inneren jedes Intelligenten Getriebes Warnmeldungen, die anzeigen, welche Windturbine nach welcher Reparaturlösung verlangt. Auf diese Weise lässt sich eine proaktive Wartung effizient planen. Dabei stellt ein professionelles Serviceteam sicher, dass jede Windkraftanlage in kürzester Zeit wieder ans Netz geht.

Windkraftanlagen sind üblicherweise so konzipiert, dass sie 20 Jahre lang Energie erzeugen. Darüber hinaus ist die Energieproduktion einer Windturbine aufgrund ihrer konstruktiven Einschränkungen oberhalb der nominalen Windgeschwindigkeit begrenzt. Das Intelligente Getriebe von ZF ermöglicht es, die Energieausbeute von Windkraftanlagen zu steigern, indem es die Lebensdauer über das übliche Maß hinaus verlängert. Grundlage dafür sind die Konstruktionsmodelle und das Getriebe-Wissen von ZF in Kombination mit dem Life Cycle Monitor, der die tatsächlichen Belastungen der einzelnen Windkraftgetriebe berücksichtigt. Da die Kenntnis von Lasten dafür entscheidend ist, bietet ZF auch eine einzigartige Lösung zur dynamischen Lastüberwachung (DLM) an. Diese Lösung misst das Drehmoment und die Drehzahl des Antriebsstrangs, einschließlich der Schwankungen bei hohen Frequenzen. Auch besteht die Möglichkeit, diese Informationen in die Steuerung der Windturbine einzuspeisen, um die Belastungen des Antriebsstrangs durch eine aktive Drehmomentsteuerung weiter zu reduzieren. Diese Technologie trägt zusätzlich dazu bei, den Energieertrag von Windkraftanlagen zu steigern.

Was unsere Vision von der emissionsfreien Mobilität betrifft, so ist ein ganzheitlicher Blick nötig ("from well to wheel") sowie ein kritischer Blick auf die künftige Energieerzeugung. Nur dann ist sichergestellt, dass eine faire Einschätzung erfolgt, ob die E-Mobilität wirklich emissionsfrei ist oder nicht.