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Die Disposition von Instandhaltungsaufträgen in Offshore Windparks unterliegt einigen organisatorischen Einflüssen, die die Durchführung der Disposition komplex gestalten. Darüber hinaus spielen zeitgleich kurzfristige Einflüsse (z.B. Wetterbedingungen) in den Prozess ein. Das Forschungsprojekt DispoOffshore analysiert die Rahmenbedingungen des Dispositionsprozesses. Die gewonnenen Erkenntnisse unterstützen dabei, die Disposition in bestehenden Parks zu optimieren und in neuen Parks zu konzeptionieren. Somit wird die Brücke zwischen einem modernen Windpark der Zukunft unter den Gesichtspunkten von Industrie 4.0 gebildet.
In a subproject of the cluster of excellence “Integrative Production Technology for High-Wage Countries” at RWTH Aachen University a configuration logic is under development that enables companies to configure their production system according to the dynamic requirements of the market. As a result of this project, a holistic description model for production systems has been defined. With numerous attributes in the sub-models a detailed characterization of the production system is possible.
The sub-model for the design of the supply chain will be depicted in detail in this paper. Representative for the design of a supply chain, the spare parts logistics of the wind energy industry is analyzed in depth. Designing this supply chain is not only one of the most challenging tasks in logistics. Only a responsive but also cost efficient design of the spare parts supply chain guarantees high productivity, extended life spans of the wind turbines as well as the expected profit for all companies in the supply chain.
The growth of installed wind capacities generated a market with a huge variety of service offers for operation & maintenance of wind turbines. Different parties like manufacturers, component suppliers as well as independent service providers compete for the attractive after sales market. An innovative service offer which seems to meet the customers’ requirements is the guarantee of availability for wind turbines. However, these service providers are facing new challenges regarding their performance potentials and their financial risks occurring from possible penalties. Service providers have to reconsider their preparedness of performance, their new occurring financials risks, their cooperation and qualification level as well as their localization of service bases. To be able to quantify these new challenges and risks a simulation model has been designed in the context of a German research project named “WinServ”.
Mehr Power für die Windkraft
(2019)
Im Maschinen- und Anlagenbau stellen die Verfügbarkeit und Zuverlässigkeit der Produkte wichtige Kundenanforderungen an die jeweiligen Hersteller dar.
Dennoch besteht zwischen den beiden Parteien meist ein funktionsorientiertes Geschäftsmodell, in dem die Maschine mit einer Gewährleistung oder Garantie verkauft wird. Tritt in dem Gewährleistungs- oder Garantiezeitraum ein Defekt auf, so ist der Hersteller zur Wiederherstellung der Funktionsfähigkeit
der Maschine verpflichtet. Sofern zusätzlich Serviceverträge für die Maschine abgeschlossen wurden, bieten die Hersteller in vielen Fällen jedoch nur die Einhaltung einer Reaktionszeit an. Diese erlaubt keine Aussage bezüglich der voraussichtlichen Stillstandszeit der Anlagen bei Defekten, sodass v. a. der Kunde das Risiko der resultierenden Produktionsausfallkosten trägt.
Durch das Angebot technischer Verfügbarkeitsgarantien kann das anbietende Unternehmen einen Großteil des erwähnten Risikos übernehmen, in dem bei Nichteinhaltung einer zugesagten Verfügbarkeit hohe Pönalkosten des Anbieters fällig werden, die die Produktionsausfallkosten der Kunden anteilig oder sogar vollständig kompensieren. Daher werden Verfügbarkeitsgarantien derzeit
vermehrt von Kunden der Maschinen- und Anlagenbauer nachgefragt.
Allerdings gehen mit der Einführung eines derartigen verfügbarkeitsorientierten Geschäftsmodells und der Risikoübernahme diverse Herausforderungen für den Anbieter einher. Dieser muss bei der Dimensionierung seiner Dienstleistungsressourcen zwischen einer hohen Unterauslastung seiner Ressourcen sowie daraus resultierenden Leerkosten einerseits und den erwähnten Vertragsstrafen und
einhergehendem Vertrauensverlust in Form von Opportunitätskosten andererseits abwägen. In diesem Spannungsfeld zwischen Kosten und Leistungsniveau ergeben sich verschiedene Möglichkeiten zur Positionierung des verfügbarkeitsanbietenden Unternehmens,
In der vorliegenden Dissertationsschrift wird ein Simulationsmodell beschrieben, welches Unternehmen dazu befähigt, die Konsequenzen ihrer Positionierung zu quantifizieren.
Das Projekt LBM²-Load Based Monitoring and Maintenance erforschte die Einsatzfähigkeit einer kostengünstigen Lastsensorik zur Messung und Analyse von Restlebensdauerdaten für Großkomponenten an Windenergieanalgen (WEA). Da aktuell im Einsatz befindliche Condition-Monitoring-Systeme zur Überwachung von WEA oft teuer in der Anschaffung sind und lediglich vergangenheitsorientierte Informationen liefern, sobald ein kritischer Zustand bereits eingetreten ist, besteht der Bedarf insbesondere für KMU in der WEA-Branche für eine kostengünstige, proaktive Alternative. Hierzu wird im Projekt LBM² der Einsatz einer kostengünstigen, auf Dehnungsmessstreifen basierenden Messtechnologie erforscht, die über einen langen Zeitraum in einem Testwindpark betrieben wird. Die Erkenntnisse zu den Herausforderungen in der Spezifikation der Messtechnologie für den WEA-Typ sowie in der kontinuierlichen Datenerfassung und –auswertung adressieren ein aktuell hochrelevantes Themenfeld. Die Implikationen der Erkenntnisse gehen damit weit über die Branche der Windenergie hinaus. Mittels der gewonnenen Daten über die Lasten bzw. Restlebensdauern von Großkomponenten der WEA (z.B. Getriebe, Hauptwelle oder Hauptlager) wurden zudem deren Einsatzpotenziale für eine proaktivere, vorausschauende Instandhaltung von WEA untersucht. Die Instandhaltung ist der Hauptkostentreiber im Betrieb einer WEA und bietet demnach großes Potenzial für einen kosteneffizienteren Betrieb, der speziell für KMU in einem umkämpften Strommarkt mit wegfallenden EEG-Zulagen notwendig ist. Hierzu wurden im Projekt LBM² Instandhaltungsprozesse für WEA-Großkomponenten aufgenommen. Diese wurden in einer Simulationsumgebung hinsichtlich verschiedener, kosteneffizienter Instandhaltungsstrategien untersucht. Dazu wurde der Einfluss von Restlebensdauern auf spezifische Instandhaltungsstrategien abgebildet. Weiterhin wurden die Projektergebnisse in einen Softwaredemonstrator überführt, der den Anwendern und speziell KMU eine Möglichkeit an die Hand gibt, die Daten der kostengünstigen Lastsensorik in Zukunft übersichtlich visualisiert und mit relevanten Handlungsempfehlungen für eine optimierte Instandhaltung hinterlegt zu nutzen.
Vor dem Hintergrund stark wachsender Absatzzahlen in der Windenergiebranche steht Nordex als Hersteller von Windenergieanlagen vor der Aufgabe, auch die Strukturen der Service-Logistik dem angestrebten Wachstum für die kommenden Jahre anzupassen. Eine elementare Frage ist dabei, ob die heutige Distributionsstruktur sowohl dem wachsenden Markt als auch den steigenden Ansprüchen der Kunden hinsichtlich Verfügbarkeit der Anlagen genügen kann. Das Forschungsinstitut für Rationalisierung (FIR) wurde daher von der Nordex Energy beauftragt, die bestehende Netzwerkstruktur mit alternativen Strukturszenarien zu bewerten.
Im Rahmen des Projekts 'ReStroK' werden die Stromgestehungskosten von Onshore-Windenergieanlagen durch die Optimierung der Wartungs- und Instandhaltungsaktivitäten, der Restlebensdauer und der
Betriebsführung reduziert. Das Projekt versetzt dadurch KMU in die Lage, das volle Potenzial ihrer Windparks auszuschöpfen und so auch nach Ende der im Erneuerbare-Energien-Gesetz festgelegten
20-jährigen Dauer der Mindestvergütung mit anderen Energieerzeugungsmethoden erfolgreich zu konkurrieren. Ab Beginn des Jahres 2021 verlieren rund 6.000 Windenergieanlagen (WEA) ihren Förderanspruch. Bis 2026 steigt diese Zahl auf 14.000 WEA an.1 Diese Anlagen werden sich dann ohne Subventionierung am Markt behaupten müssen.² Zwar sind die WEA mittlerweile abgeschrieben, jedoch verursachen Wartung und Instandsetzung erhebliche Kosten. Wie gut sich Windstrom EEG-frei vermarkten lässt, hängt also von den Betriebskosten und somit stark von den Instandhaltungskosten der WEA ab.³ Das Projekt 'ReStroK'(Förderkennzeichen EU-2-2-029) wird in Zusammenarbeit mit dem Center for Wind Power Drives (CWD), dem Institute for Power Generation and Storage Systems (PGS), dem Bürgerwindpark Bürgerwindräder Rheinberg, psm WindService sowie psm Nature Power Service & Management durchgeführt.