Anwendungen von Bentley unterstützten die Erstellung eines digitalen Zwillings, der die Effizienz steigerte und gleichzeitig die Projektkosten senkte

(WK-intern) – Der Offshore-Windpark Bozhong Standort A in Shandong ist das erste Projekt seiner Art, das die Netzparität erreicht und genehmigt wurde.

Durch seine Inbetriebnahme Ende 2022 konnten jährlich 519.000 Tonnen Kohle eingespart und 1,26 Millionen Tonnen CO2-Emissionen eliminiert werden. Die Entwicklung stellte jedoch eine große Herausforderung dar.

Kohle durch Wind ersetzen
Für die Verbesserung der Stromversorgung in der chinesischen Provinz Shandong hat die Shandong Energy Group mit der Entwicklung des Offshore-Windparks Bozhong Standort A begonnen. Dieser verfügt nun über eine Kapazität von 500 Megawatt, die von 60 Windkraftanlagen mit einer Leistung von jeweils 8,35 Megawatt erzeugt wird. Die Entwicklung umfasste auch ein zentralisiertes Onshore-Kontrollzentrum und eine 220-Kilovolt-Offshore-Boosterstation. „Das Pionierarbeit am Knotenpunkt zwischen Untermeereskabeln und Öl- und Gaspipelines leistende Projekt ist der größte intelligente, digitale Windpark in China, der ohne Unterbrechung gebaut wurde“, sagte Wenjie Mi, Director bei PowerChina ZhongNan Engineering Corporation Limited, dem für den Entwurf des Projekts verantwortlichen Unternehmen.

Schnellere Entwicklung als jemals zuvor
Obwohl der Windpark im Februar 2022 offiziell genehmigt wurde, musste das Projekt bereits Ende desselben Jahres abgeschlossen sein. „Weil die Netzparität die Wirtschaftlichkeit des Projekts beeinflusst, war eine Optimierung der Seekabelführung zur Umgehung der Sperrgebiete/Kreuzung von Öl- und Gaspipelines, der Offshore-Boosterstation für die Verbesserung der Anordnung der Anlagen zur Verringerung von Größe und Gewicht der Plattform und anderer Konstruktionslösungen erforderlich, um die Stromgestehungskosten (LCOE) zu senken“, so Mi.

Für das Projekt kam erschwerend hinzu, dass der Meeresboden an diesem Standort komplexe hydrologische und geologische Bedingungen aufwies, die sich stark auf den Entwurf und den Bau der Fundamentstrukturen auswirkten. Gleichzeitig musste zur Senkung der Kosten die technische Menge an erforderlichen Einzelpfahlfundamenten optimiert werden. Darüber hinaus mussten die Teams eine Vielzahl von Stakeholdern koordinieren. Das Entwurfsteam erkannte, dass es fortschrittliche digitale Technologien und Methoden benötigte, um das Projekt so schnell online bringen zu können.

Bessere Planung und Visualisierung mithilfe eines digitalen Zwillings
PowerChina ZhongNan stellte fest, dass ein mithilfe von Bentley-Anwendungen erstellter digitaler Zwilling die Teams dabei unterstützen könnte, die zahlreichen Herausforderungen zu bewältigen, denen sie gegenüberstanden. Zuerst setzten die Teams ProjectWise als vernetzte Datenumgebung ein, setzten dann eine strenge Versionskontrolle auf und gewährleisteten anschließend, dass alle Mitarbeitenden und Stakeholder auf die erforderlichen Informationen zugreifen konnten. Im Anschluss daran modellierten die Teams mit MicroStation und Bentley Open-Anwendungen alle Projektelemente, wie beispielsweise das Kontrollzentrum, die Boosterstation, die Rohrleitungslayouts und den komplexen Sandtisch, und erstellten so einen digitalen Zwilling des Projekts.

PowerChina ZhongNan hat jedoch nicht einfach nur die Standardfunktionen der Bentley-Anwendungen verwendet, sondern diese um eigene maßgeschneiderte Lösungen ergänzt. „Mithilfe von Bentley-Anwendungen haben wir zahlreiche zusätzliche Entwurfswerkzeuge entwickelt, wie beispielsweise eine intelligente, algorithmische Optimierungssoftware für die Untermeeresverbindungsleitung, die eine auf Bentleys MicroStation basierende Weiterentwicklung ist und mit der sich die Topologie der Sammelleitung intelligent konstruieren lässt“, so Mi weiter. Dadurch konnten unsere Teams den Projektstandort intelligent optimieren und die Generierung der Sammelleitung automatisieren. Dieser digitale Zwilling kann sogar Wetter- und Wellenmuster, Pfahlrammen und Stromflüsse simulieren.

Schnellere Entwicklung mit verbesserter Effizienz
Mithilfe von 3D-Entwürfen verbesserte PowerChina ZhongNan den Projektentwurf und steigerte die Effizienz um 30 %, wodurch die Bauzeit um 20 % verkürzt werden konnte. Durch sorgfältige Berechnungen mit SACS und PLAXIS optimierte das Unternehmen die technische Qualität der Fundamente und konnte 8.557 Tonnen Material einsparen, was sich in einer erheblichen Senkung der Entwicklungskosten widerspiegelte. Die Teams konnten die Kosten weiter senken, indem sie innerhalb von MicroStation eine Software entwickelten, mit der sie Untermeereskabel mit Öl- und Gaspipelines kreuzen konnten. „Damit hat dieses Projekt unter den ersten genehmigten Offshore-Windparkprojekten, die die Netzparität erreicht haben, die niedrigsten Kosten pro Kilowatt“, sagte Mi.

Dank der verbesserten Zusammenarbeit im und der höheren Effizienz des Projekts konnte der Bau im April beginnen, die erste Turbine im Juni aufgestellt und die vollständige Netzanbindung im Dezember realisiert werden. Damit wurde ein neuer Rekord für die Planung, die Genehmigung, den Bau und die Netzanbindung des Projekts aufgestellt – alles innerhalb eines einzigen Jahres. „Durch das intelligente Baukontrollsystem und die Zusammenarbeit aller am Projekt Beteiligten – egal ob Eigentümer, Entwurfsteam, Bauleitende und Bauunternehmer – konnte das Projekt visualisiert, standardisiert und auf Basis der Datenkette intelligent umgesetzt werden“, sagte Mi. Der digitale Zwilling wird nun für die Verwaltung und Instandhaltung der Anlage über den gesamten Lebenszyklus hinweg eingesetzt.

Autorin ist Jana Miller, Bentley System

PM: Bentley Systems

PB: Anwendungen von Bentley unterstützten die Erstellung eines digitalen Zwillings, der die Effizienz steigerte und gleichzeitig die Projektkosten senkte / ©: Bentley Systems