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Ausfallraten von Anlagenkomponenten

 

Ausfallraten von Anlagenkomponenten für verschiedene Standorte

Datenquelle: [WMEP 2006]

 

 

Die durchschnittliche Anzahl der Fehler pro Jahr und Anlage für die einzelnen Hauptkomponenten sind in der oberen Abbildung dargestellt. Hierbei sind die einzelnen Anlagen nach unterschiedlichen Standortkategorien unterschieden. Auffallend ist, dass vor allem die Windenergieanlagen in der Nähe der Küste und im Mittelgebirge von hohen Ausfallraten betroffen sind. Dies lässt sich zum einen sicherlich durch die aufgrund von Windgeschwindigkeit und Turbulenz hervorgerufenen stärkeren Belastungen der Anlagen in diesen Regionen erklären. Aufgrund der weiträumigen Verteilung der Anlagen, besonders im Mittelgebirge, kann aber auch der Instandhaltungsservice als entscheidender Einflussfaktor vermutet werden. Der größte Teil der gemeldeten Störungen ist auf defekte oder lockere Bauteile sowie auf Fehlfunktionen der Anlagenregelungen zurückzuführen. In weniger als einem Viertel aller Fälle wurden die Störungen durch äußere Einflüsse wie Sturm, Blitzschlag, Eisansatz und Netzausfall ausgelöst. Während die Störungsursache Netzausfall unabhängig von der Jahreszeit und dem Standort ist, zeigen die anderen externen Bedingungen jedoch neben einer saisonalen auch eine deutliche räumliche Abhängigkeit. Vor allem in den höheren Lagen der Mittelgebirge, für die ohnehin ein Vielfaches an Vereisungsfällen gemeldet wird, können die Eisbildung fördernden Wetterbedingungen noch bis spät im Frühjahr eintreten. Für Mittelgebirgsstandorte ist auch für die Störungsursachen „Sturm“ und „Netzausfall“ ein erheblich höheres Risiko vorhanden.

 

 

Ausfallraten von Anlagenkomponenten für verschiedene Anlagenkonzepte

Datenquelle: [WMEP 2006]

 

 

Neben dem Standort der Anlage spielt selbstverständlich die technische Ausstattung der Windenergieanlagen eine entscheidende Rolle für die Zuverlässigkeit der Anlage. In der oberen Abbildung sind die durchschnittlichen jährlichen Ausfallraten für die unterschiedlichen technischen Konzepte dargestellt. In den meisten Fällen kann ein Trend in Richtung höherer Ausfallraten mit zunehmender Komplexität des technischen Konzepts beobachtet werden. Bei fast allen Komponenten weisen die Windenergieanlagen des drehzahlvariablen Konzepts die höchsten Ausfallraten auf. Mit zunehmender Komplexität der Anlagen steigt somit zwar die Effizienz der Anlagen, nicht aber unbedingt die Zuverlässigkeit. Die einzige fallende Tendenz, die nachfolgenden Abbildung zeigt, kann für den Triebstrang beobachtet werden. Aufgrund von niedrigeren Belastungen durch diverse Regelungsmöglichkeiten zur Belastungsminderung und durch Unterstützung von elektronischen Bauteilen, ist z. B. die mechanische Bremse bei den stallgeregelten Anlagen noch am stärksten belastet, was sich auch in einer hohen Ausfallrate bemerkbar macht. Mit Einführung der Pitchregelung und später auch durch zusätzliche Schutzmaßnahmen wurde die Fehlerhäufigkeit dieses Bauteils kontinuierlich gesenkt. Auf der anderen Seite hat aber insbesondere der elektrische und elektronische Teil der Windenergieanlage hinsichtlich der Fehlerhäufigkeit erhebliche Verschlechterungen im Laufe der technischen Evolution mitgemacht.

 

Die beiden oberen Abbildungen sind aus der WMEP-Schadensdatenbank entstanden. Diese wurde von 1989 bis 2006 mit Hilfe des "Wissenschaftlichen Mess- und Evaluierungsprogramm" (WMEP) im Rahmen des "250 MW-Wind"-Programms aufgebaut. Innerhalb dieses Zeitraums wurden 193.000 monatliche Energielieferberichte und 64.000 Berichte zu Wartung & Instandhaltungsmaßnahmen von ca. 1.500 Windenergieanlagen gesammelt und analysiert. Ziel des WMEP war es, statistisch belegte Erfahrungswerte zum praktischen Einsatz der Windenergie in einem energiewirtschaftlich relevanten Maßstab zu sammeln und nach einheitlichen Kriterien auszuwerten. Die Ergebnisse des Projekts stellen bis heute eine der wenigen belastbaren Informationsquellen bezüglich der Zuverlässigkeit der Anlagen sowie ihrer Komponenten dar.

 

 


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