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TR7: Betrieb und Instandhaltung – Schlüssel zur Wertschöpfung

ee-technik-admin / Donnerstag, der 29. Oktober 2015

Regelmäßige Leser unserer Blogbeiträge wissen, dass wir uns in losen Abständen mit den Technischen Richtlinien der FGW beschäftigen. Die Technischen Richtlinien für Windenergieanlagen, seit 1998 „FGW-Richtlinien“, wurden erstmals 1992 erarbeitet. Ziel war es, verlässliche und vergleichbare Daten zu erheben und dies auf dem jeweils neuesten technischen Stand. Teil 7, inzwischen in Bezug auf einige Anlagen überarbeitet, befasst sich mit Betrieb und Instandhaltung erneuerbarer Kraftwerke. Bereiche wie der Zustand-Ereignis-Ursachen-Schlüssel (kurz: ZEUS) und die beiden Rubriken zu Gründung und Tragstrukturen sowie zum Global Serviceprotokoll wurden 2013 beziehungsweise 2014 ergänzt.

DIE KRUX MIT DER KOMMUNIKATION 

Beim Betrieb einer Windkraftanlage agieren diverse Akteure in einem komplexen Wertschöpfungsnetz. Im Wesentlichen koordiniert vom Anlagenbetreiber mit dem Ziel eine Anlage effizient und immer am wirtschaftlich optimalen Betriebspunkt zu betreiben. Ein Hemmschuh für eine funktionierende Kommunikation sind die mangelnden Schnittstellen. So bemühen sich Institutionen, Verbände und andere Branchenbeteiligte um gemeinsame Standards.

Denn Anlagenbetreiber und Betriebsführer müssen nicht nur die einzelne WEA verwalten und instand halten, sondern oftmals unterschiedlichen Anlagentypen in einem Windpark oder/und Windmühlen unterschiedlichen Alters. Beim 36. VDI/VDEh-Forum Instandhaltung 2015, Zukunftstrends in der Instandhaltung, wurden solche Themen im Juni dieses Jahres diskutiert.

In einem der Vorträge werden Zahlen genannt, die veranschaulichen mit welchen Größenordnungen es Betreiber zu tun haben. So waren Ende 2014 in Deutschland rund 25.400 WEA installiert, „die sich in über 240 verschiedene Anlagentypen und Konfigurationen von rund 26 Herstellern unterteilen.“ Dazu kommt die ausgesprochen heterogene Struktur der beteiligten Unternehmen, eine Vielzahl von Schnittstellen, Kommunikationsmitteln und Protokollen. Ein Wust, der Betreiber, wenn nicht überfordert, dann doch zumindest herausfordert. Jedenfalls, wenn es darum geht die notwendigen Daten zu erfassen, sie untereinander zeitnah auszutauschen und auszuwerten. Und um auf dieser Basis schließlich die Anlagendokumentation gemäß der Nachweispflicht erstellen zu können.

TR7 Rev.0 – Betrieb und Instandhaltung

WAS IST DIE TR7?

Der Schwerpunkt der FGW Technischen Richtlinie Teil 7 (kurz TR7) liegt auf dem Betrieb und der Instandhaltung von erneuerbaren Kraftwerken und umfasst sowohl Prozesse als auch die dazu notwendigen Daten und Dokumentationen. Um es allen Beteiligten leichter zu machen, werden zusätzlich eine einheitliche Kennzeichnung von Bauteilen, eine einheitliche Beschreibung von Zuständen und Ereignissen sowie deren Bewertung vorgeschrieben. Wichtig, will man im Nachhinein solche Ereignisse insbesondere Ausfälle transparent analysieren.

Entscheidend für Prozesse und Dokumentationen im Bereich Instandhaltung ist es kontinuierlich Daten erheben und sicher austauschen zu können.

Dazu muss man eine entsprechende IT-Infrastruktur mit den zugehörigen Kommunikationsschnittstellen nicht selten erst ein Mal schaffen. Sei es, wie oben schon erwähnt, weil unterschiedliche Anlagentypen eingesetzt werden oder weil Anlagen unterschiedlichen Alters in einem Windpark kombiniert sind.

Innerhalb der TR7 werden im allgemeinen Teil zunächst die Begriffe und Bereiche abgegrenzt um die es im Einzelnen gehen soll.

Dazu gehören

  • Inspektion und Sichtkontrolle
  • Überwachung und Überprüfung
  • Instandsetzung (inklusive Verbesserungen)
  • Mängel und Schäden
  • Anforderungen
  • Gefährlicher Zustand

Besonderes Augenmerk liegt auf den Prozessen, die dazu dienen die Anlage kontinuierlich zu überwachen und zu überprüfen. Dazu gibt die TR7 entsprechende Kriterien an die Hand. Diese beziehen sich dann kleinteilig auf die unterschiedlichen Funktionsklassen und die zugehörigen Elemente.

Das sind beispielsweise diejenigen Elemente der Klasse E (Kühlen, Heizen, Beleuchten, Strahlen) oder F (Schützen, Sichern, Verhindern, Bewachen) oder U (Lagern, Tragen, Halten, Stützen).

Stellt sich bei einer Überprüfung heraus, dass ein Mangel oder Schaden aufgetreten ist, gilt es diesen einzuordnen. Bei der Bewertung des Schadens unterscheidet die Richtlinie zwischen

  • Schadenbewertung „Funktion“
  • Schadensbewertung „Verkehrssicherheit“
  • Schadensbewertung „Dauerhaftigkeit“

Bei der sogenannten Zustandsnote werden alle drei Bereiche berücksichtigt und bei dieser Note sechs Zustandsnotenbereiche einbezogen und erläutert. Mit 1,5 – 1,9 würde beispielsweise ein „guter Zustand“ beschrieben sein: „Die Funktion und die Verkehrssicherheit der elektrischen Anlage sind gegeben. Die Dauerhaftigkeit mindestens eines Betriebsmittels kann beeinträchtig sein. Die Dauerhaftigkeit der elektrischen Anlage kann langfristig beeinträchtig werden. Regelmäßige Wartung erforderlich.“

Es folgt die Zuordnung nach „ZEUS“, dem schon erwähnten Zustands-Ereignis-Ursachen-Schlüssel. Dazu heißt es in den Richtlinien: „Begriffe, Klassierung, Strukturierung und Schlüssel von Zustandsänderungen, Ereignissen und Ursachen für weiterführende Bewertungen und Verbesserungen in Betrieb und Instandhaltung“.

Auf der Beschreibungsseite werden also der Zustand der Anlage dokumentiert, die Ereignisse, die zu einer Zustandsänderung führen oder geführt haben, die entstandenen Fehler und die notwendigen IH-Maßnahmen an einer Komponente. Das Ziel ist es die Betriebs- und Instandhaltungsdaten zu vereinheitlichen. Auch das Globale Serviceprotokoll (GSP) ist eine Ergänzung zu den Technischen Richtlinien und bezeichnet ein spezielles, über ein XML-Schema spezifiziertes Datenformat, um die IH-Daten zu strukturieren und austauschen zu können. Und zwar zwischen unterschiedlichen Akteuren und unterschiedlichen Systemen.

WER IST VON DER RICHTLINIE BETROFFEN UND AUF WAS MUSS MAN ACHTEN?

Im Energiewirtschaftsgesetz (EnWG) der Bundesrepublik Deutschland, „Sicherheit und Zuverlässigkeit der Energieversorgung“, Teil 6 § 49 Anforderungen an Energieanlagen, heißt es: „Energieanlagen sind so zu errichten und zu betreiben, dass die technische Sicherheit gewährleistet ist. Dabei sind vorbehaltlich sonstiger Rechtsvorschriften die allgemein anerkannten Regeln der Technik zu beachten.“

In der komplexen Gemengelage der Windenergiebranche betrifft das eine Reihe von Akteuren und alle technischen wie administrativen Maßnahmen:

  • Erkennen eines Ist-Zustands
  • Erhalten eines funktionsfähigen Zustands
  • Rückführen in einen funktionsfähigen Zustand
  • Steigern der Funktionsfähigkeit und Sicherheit einer Anlage während des gesamten Lebenszyklus

So will man die getätigten Investitionen schützen und vor allem die Verfügbarkeit der Anlage sicherstellen. Alles in Einklang mit den gesetzlichen Anforderungen.

Das betrifft unterschiedliche Beteiligte wie Eigentümer und Betreiber, Betriebsführer, Sachverständige und Gutachter, aber auch Elektrofach- und Service-Kräfte. Die entscheidende Management-Funktion liegt in der Regel beim Betreiber – und das Instandhaltungsmanagement umfasst sowohl die technische wie kaufmännische Betriebsführung auf Basis einer automatischen Datenerfassung der WEA und SCADA-Systemen.

Eine Schemazeichnung der Fraunhofer IWES visualisiert anschaulich die handelnden Parteien und die Kommunikation bei der Instandhaltung sowie die Informationsflüsse der technischen und kaufmännischen Daten.

WAS HEISST DAS FÜR BETREIBER UND BETRIEBSFÜHRER?

Betreiber sind gehalten Daten und Erfahrungswerte systematisch zu erfassen und zu protokollieren. Das ist notwendig damit alle Akteure auf Grundlage der gleichen Datenbasis arbeiten und um überhaupt statistisch relevante Daten erheben zu können. Das geht eben nur, wenn die Daten entsprechend erfasst und analysiert werden. Dazu wiederum ist es notwendig Schnittstellen und Kommunikationsprozesse einzuziehen und die existierenden Standards zu berücksichtigen. Genauso wichtig ist es technische und kaufmännische Daten zueinander in Beziehung zu setzen und die Informationen miteinander zu verknüpfen.

FAZIT

Der FGW und die Fraunhofer IWES sehen hier für die gesamte Branche Vorteile:

  • Einheitliche Definitionen für Verträge
  • Brancheneinheitliche definierte Nachweisprüfung
  • Vereinfachte Daten- und Informationserfassung
  • Vereinfachte Kommunikation zwischen den Beteiligten
  • Vereinfachte Kommunikation innerhalb international operierender Firmen
  • Benchmarking zu anderen Betreibern
  • Frühzeitiges Erkennen von Schwachstellen
  • Statistische Analyse als Grundlage für CMS
  • Ermöglicht den Aufbau des Windenergie-Informations-Datenpool (WInD-Pool)

Technische Komponenten, Software-Lösungen, die solche Prozesse überwachen, und eine entsprechende Kommunikationsinfrastruktur sind eine Voraussetzung. Standards und Richtlinien umzusetzen die andere.

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