Degrado: Degradation von Offshore Windenergieanlagen

Die Entwicklung eines geeigneten Condition-Monitoring-Systems (CMS) zur Schadensfrüherkennung in Getrieben ist insbesondere für Offshore-Anwendungen von großer Bedeutung. In Windenergieanlagen (WEA) sind Getriebe die Komponenten mit der längsten Stillstandszeit. Service und Wartung sind – vor allem im Offshore- Bereich – mit hohen Kosten verbunden. Deshalb werden Getriebe zunehmend mit Ölsensoren ausgerüstet, die als Bestandteil eines Online-CMS den Zustand des Getriebes überwachen und Fehler rechtzeitig an den Betreiber melden. Auf diese Weise sollen Schäden reduziert und Anlagenausfälle vermieden werden.

Allerdings genügt die technische Zuverlässigkeit der Ölsensorik zur Zeit noch nicht den hohen Anforderungen der WEA-Betreiber, da es im Feld sehr häufig zu Falschmeldungen und damit zu unnötigen und teuren Wartungseinsätzen kommt.

Ölqualität als Zustandsanzeiger
Fehler oder Defekte können die Sensoren anhand der Ölqualität detektieren. Mehrere Studien zum Thema Oil-Condition-Monitoring konnten den Zusammenhang zwischen dem Zustand des Getriebes und der Qualität des Öls bzw. des Schmiermittels nachweisen. Allerdings besteht Unklarheit darüber, ob die Sensoren den Zustand des Öls bzw. des Getriebes zuverlässig detektieren können.

Um die Zuverlässigkeit der Ölsensoren sicherzustellen und damit die Verfügbarkeit der WEA zu erhöhen, sind deshalb geeignete Testeinrichtungen erforderlich. Hier können die Ölsensoren einer strengen Prüfung unterzogen werden, bevor sie in Getrieben zum Einsatz kommen.

Neue Testmethoden für Ölsensoren
Der Schwerpunkt des Projekts „DegradO“ liegt im Bereich der Degradation bzw. dem Verschleiß der WEA sowie ihrer Betriebsmittel unter dem Einfluss der Offshore-Umweltbedingungen. Der sich kontinuierlich weiter professionalisierenden Windindustrie fehlen bisher Verfahren, um realistische Last- und Umweltbedingungen zu simulieren.

Im Rahmen des Projektes sollen neue Testmethoden entwickelt werden, um Degradationsprozesse an WEA und ihren Komponenten zu untersuchen und mittels geeigneter Testeinrichtungen unter realistischen Bedingungen reproduzierbar nachzubilden.

Eine dieser Testeinrichtungen ist ein Ölsensorprüfstand, mit dessen Hilfe die Betriebsbedingungen im Ölkreislauf eines WEA-Getriebes für unterschiedliche Einbaubedingungen reproduzierbar nachbildet, um die Leistungsfähigkeit verschiedener Ölsensortypen hierfür zu untersuchen. Darüber hinaus wird in dem Ölsensorprüfstand der Alterungszustand des Getriebeöls unter wechselnden Betriebsbedingungen und durch Eigenschaften im Hinblick auf kontaminierende Schadstoffe nachgebildet (Abrieb, Wasser, Staub usw.), um hierfür die Einsatzfähigkeit der Öl-sensoren in diesen Szenarien zu untersuchen. Ziel ist die Entwicklung und anschließende Bereitstellung standardisierter Prüfungen von Ölsensoren für die Industrie.