Die Windindustrie hat ihre Gewinne traditionell durch die Herstellung von Windparks sowie durch Projektentwicklung erwirtschaftet.

(WK-intern) – Sobald die Anlage in Betrieb genommen wurde, musste deren Wert erhalten oder idealerweise noch erhöht werden.

Allerdings gibt es auch die Möglichkeit, die Rentabilität der Anlagen durch die Verlängerung des Lebenszyklus (Life Time Extension, LTE) auszudehnen. LTE adressiert die Frage, was mit den Windturbinen passiert, die das Ende ihres Design-Lebenszyklus erreichen.

Weltweit wird eine hohe Zahl an Windturbinen betrieben. Ende 2014 lag die installierte Kapazität bei knapp 370 GW. Ein rasanter Anstieg seit Ende 2009, denn zu diesem Zeitpunkt lag die Kapazität nur bei 159 GW. Dass bedeutet, dass bei mindestens 43 Prozent der Anlagen LTE in naher Zukunft eine Rolle spielen wird, da alle Windturbinen letztlich das Ende ihres Lebenszyklus erreichen. Wird die Turbine weiter betrieben, erhöht sich der erwirtschaftete Umsatz. Allerdings bedeutet dies auch höhere Wartungs- und Betriebskosten sowie ein erhöhtes Risiko, dass Strukturfehler auftreten. Diese sind meist extrem kostspielig und birgt darüber hinaus auch Sicherheitsrisiken. Die risikoarme Alternative: die Stilllegung der Turbinen am Ende ihres Design-Lebenszyklus. Dies heißt aber auch, dass sich keine weiteren Gewinne damit erzielen lassen. Vor diesem Hintergrund wurde nach einer Alternative gesucht, die es Betreibern von Windparks ermöglicht, ihre Turbinen über einen deutlich längeren Zeitraum einzusetzen und damit die Rentabilität zu erhöhen.

Konzept: Die interne Rentabilitätsziffer eines Windparks optimieren

Die folgenden Ansatzpunkte können die interne Rentabilitätsziffer (Rate of Return, IRR) eines spezifischen Windparks verbessern:

• Verfügbarkeit: Misst die prozentuale Verfügbarkeit einer Turbine, in der Energie erzeugt wird.
• Effizienz: Berechnet die von einer Turbine produzierte Energie, als Prozentsatz des theoretischen Outputs, den der Hersteller angibt.
• Wartungs- und Betriebskosten

Dies sind fundierte Berechnungen, bevor ein Windpark das Ende seines Lebenszyklus erreicht. Danach kommt mit LTE ein vierter Punkt hinzu. Dieser trägt zur Restnutzungsdauer (Remaining Useful Lifetime, RUL) bei. Verfügbarkeit, Effizienz und LTE lassen sich als Umsatzträger sehen, während Wartung und Betrieb der Anlage ein Kostenfaktor sind.

Beim Bau eines Windparks ist es aus finanzieller Sicht wirtschaftlich, dessen Einsatz für einen bestimmten und begrenzten Zeitraum zu planen. Der Nutzungszeitraum beginnt bei der Inbetriebnahme der Anlage und endet mit der geplanten Stilllegung. Theoretisch kann jede Windturbine unbegrenzt lange betrieben werden – zumindest bei entsprechender Wartung. Beschädigte Komponenten lassen sich austauschen und unter Einhaltung der relevanten Standard-Vorschriften liegt der Lebenszyklus bei 20 Jahren. Damit ist es möglich, einen Windpark auch über den nominalen Design-Lebenszyklus hinaus zu betreiben.

Die RUL wird momentan auf einer von zwei Methoden kalkuliert:

1. 1.       Beurteilung durch eine erneute Berechnung (analytisch)

Mit dieser Methode wird der Rest des Lebenszyklus der Windturbine nach Feststellung eines Schadens kalkuliert. Neue oder zusätzliche Berechnungen werden für die Turbine erstellt – und Faktoren wie für den Ort spezifische Rahmenbedingungen wie Windlasten einbezogen. Die strukturelle Integrität der Turbine wird sowohl für extreme, als auch für Ermüdungswindlasten geprüft. Das Ergebnis dieser Herangehensweise wird in einem Expertenbericht festgehalten – zusammen mit einer Empfehlung zur restlichen Nutzungszeit (Remaining Useful Life, RMU).

1. 2.       Beurteilung durch Inspektion (praktisch)

Die praktische Methode kann als Alternative zum Assessment genutzt werden. Ihr Ziel ist es, festzustellen, ob sich die Windturbine zum weiteren Betrieb eignet. Dazu gehört die Überprüfung der Maschinenanlage, darunter Antriebsstrang und Getriebebox, Rotorblätter, Sicherheitssystem, Turm und Basis. Die Inspektion betrachtet den Zustand der Turbine. Im Unterschied zur analytischen Methode ist es nicht möglich, einen Bericht über das gesamte Betriebsleben der Turbine zu erstellen. Die Bewertung definiert einen Zeitraum, bis eine weitere Inspektion durchgeführt wird. Dieser basiert auf dem allgemeinen Zustand der Turbine. Normalerweise ist ein Jahr ein angemessener Zeitraum zwischen den Inspektionen, wenn die Turbinen kontinuierlich betrieben werden. Das Ergebnis dieser Überprüfungen wird in einem Bericht festgehalten, der auch die Zeitspanne bis zur nächsten Abnahme enthält.

Vorteile der lebenslangen Analyse

Auf Basis der bestmöglichen Informationen zur restlichen Nutzungszeit lässt sich ein detailliertes Kostenmodell einwickeln. Damit lassen sich die unterschiedlichen Strategien zum Lebenszyklus von Windturbinen entwickeln und bewerten. Zu den unmittelbaren Vorteilen gehören:

• Optimierte Rentabilitätsziffer für Aktiva: erkennt ortsspezifische Lebenszyklen für Turbinen-Komponenten und identifiziert den langfristigen Wert des Aktivpostens.
• Verbesserte Projektfinanzierung: reduziert das Risiko beim Finanzierungs- oder Re-Finanzierungsprozess. Dies ermöglicht längere und komfortablere Kreditrückzahlungszeiten und ein /reduziertes (?) Risiko für den Kreditgeber.
• Schwache Komponenten identifizieren: geschwächte Bauteile erkennen und die Wartung entsprechend anpassen. Dadurch reduzieren sich die Kosten für Betrieb und Wartung entsprechend bzw. sie lassen sich besser kalkulieren.
• Betrieb optimieren: Beurteilung, ob eine Investition in Wartung, Nachrüsten oder lastenoptimierten Betrieb sich rentiert. Darüber hinaus kann so das Ausfallrisiko für andere wichtige Bauteile erkannt werden.
• Zahlungsströme verlängern: ein längerer Lebenszyklus der Turbine, basierend auf der Turbine sowie ortsspezifischen Gegebenheiten maximiert den langfristigen Wert des Aktivpostens.

PM: Edelman GmbH