Dänische Studie zeigt: das Einhalten der korrekten Bolzenspannung verlängert die Lebensdauer von Windkraftanlagen
Dänische Studie zeigt: das Einhalten der korrekten Bolzenspannung verlängert die Lebensdauer von Windkraftanlagen
Das von der R&D Group entwickelte Bolt-Check-Tool war Teil einer Studie zur Verlängerung der Lebensdauer von Windenergieanlagen; Das Jubiläum des EEG (Erneuerbare-Energien-Gesetz) markiert eine Herausforderung für den wirtschaftlichen Betrieb von 20 Jahre alten Windenergieanlagen
Kann eine 20 Jahre alte Windkraftanlage weiterhin wirtschaftlich Strom produzieren? Das dänische Unternehmen R&D, Erfinder des Bolzenspannungsprüfgeräts Bolt-Check, wird auf der Husum Wind (Stand 3C31 in Halle 3) erklären, wie die Einhaltung der korrekten Schraubenspannung zu einer längeren Lebensdauer von Windkraftanlagen beitragen kann.
Die Technische Universität Dänemark (DTU) veröffentlichte kürzlich ihre Studie zum „LifeWind-Projekt“ über Komponenten von Windkraftanlagen, die auch das patentierte Prüfgerät Bolt-Check umfasste. Die Schlussforderungen der Studie legen nahe, dass die richtige Bolzenspannung, die Lebensdauer von Anlagen verlängern kann. Dieser Frage kommt besonders im Zusammenhang mit dem 20-jährigen Jubiläum des EEG eine besondere Bedeutung zu, erreichen doch in naher Zukunft viele Windkraftanlagen das Ende ihres Lebenszyklus.
Dänische Forscher die Bedeutung der richtigen Schraubenspannung
Das LifeWind-Projekt untersuchte über einen Zeitraum von zwei Jahren ausgewählte Komponenten, darunter Bolzen, in acht Windkraftanlagen. Dabei kam man zu dem Schluss, dass der Einsatz von Werkzeugen zur Bestimmung der Schraubenspannung die derzeit auf 20 Jahre festgesetzte Lebensdauer von Windkraftanlagen verlängert. Der Studie empfiehlt, die internationale Norm für die Lebensdauer von Windkraftanlagen, IEC 61400, zu aktualisieren, um die empfohlene Lebensdauer unter besonderer Berücksichtigung einer regelmäßigen Inspektion der Bolzenspannung zu verlängern.
Die Ergebnisse der Studie deuten stark darauf hin, dass die Schraubenspannung in Zukunft ein noch wichtigerer Bestandteil der Wartung von Windkraftanlagen werden könnte der die Wartungskosten mit dem Alter der Windkraftanlage wesentlich steigert.
Bolt-Check misst die Spannung
Die R&D Group beteiligte sich an dem LifeWind-Projekt und steuerte sein patentiertes Bolt-Check-Tool bei. Dieses misst Bolzenspannung direkt mit Ultraschall und erwies sich in der Studie als sehr effektiv, was der Verlängerung der Lebensdauer von Windkraftanlagen zugute kam.
"Wenn die richtige Schraubenspannung erreicht und beibehalten wird, gibt es weniger Metallermüdung und folglich ein geringeres Potenzial für ein Versagen der Bolzen", sagt Flemming Selmer Nielsen, Senior Specialist der R&D Group, der auf dem Stand des Unternehmens auf der Husum Wind vertreten sein wird. "Dies trägt logischerweise dazu bei, die Lebensdauer der Bolzen in der Windkraftanlage zu verlängern", kommentiert er.
"Mit Ultraschall kann man überprüfen, ob eine Flanschverbindung richtig verschraubt ist", fügt er hinzu. "Wenn Schrauben für einen längeren Betrieb zugelassen sind, kann das Ultraschallwerkzeug Bolt-Check dies unterstützen, indem es die Lebensdauer durch Sicherstellung einer exakten Spannung verlängert. Außerdem wird der Einsatz von hydraulischen Spannwerkzeugen erheblich reduziert, was zu einer beträchtlichen Kosteneinsparung führt und dazu beiträgt, dass die Verlängerung der Lebensdauer wirtschaftlich attraktiver wird", fasst Flemming Selmer Nielsen zusammen.
Wie Bolt-Check funktioniert: Was verbirgt sich hinter dem Patent?
Dieser patentierte Ansatz liefert Schraubenspannungsergebnisse mit dem erforderlichen Genauigkeitsniveau. Während die Verwendung von Ultraschall allein zum Spannen von Schrauben nicht neu ist, macht sich das 2020 an das dänische Unternehmen R&D erteilte Patent die Tatsache zunutze, dass die Schallgeschwindigkeit in einem unter Spannung stehenden Bolzen langsamer ist als in einem unbelasteten Bolzen, was dazu führt, dass der gemessene Abstand größer ist als er sein sollte. Bei einer gegebenen, kalibrierten Schraubencharge steht die Differenz zwischen den Ultraschall- und mechanisch gemessenen Abständen in direktem Zusammenhang mit der Spannung in der Schraube. Dies ermöglicht eine genaue Spannungsmessung, ohne dass jede Schraube zuerst gelöst werden muss.
EEG sorgte für Boom bei Windkraftanlagen in Deutschland
Ab dem Jahr 2000, als das EEG in Kraft trat, kam es in Deutschland zu einem Boom bei Windkraftanlagen. Dieses Gesetz ermöglichte den Markteintritt von Technologien wie Wind- und Solarenergie unterstützt durch feste Tarife und eine Abnahmegarantie für 20 Jahre. Ab 2021 erhalten Windkraftanlagen, die älter als 20 Jahre sind, diesen Festpreis nicht mehr und Betreiber müssen den Strom selbst vermarkten.
Die Eigentümer von Windkraftanlagen könnten daher an Maßnahmen interessiert sein, die die Lebensdauer ihrer Anlagen zu einem erschwinglichen Preis verlängern. Bolzenprüfgeräte wie Bolt-Check können hier in Zukunft eine wichtige Rolle spielen.
Bolt-Check feierte seine Weltpremiere auf der Husum Wind 2019 und gewann einen Innovationspreis auf der Wind Energy Denmark 2019. Das Bolt-Check-Gerät, das die DNV-GL-Produktzertifizierung erhalten hat, ist derzeit sowohl in Offshore- als auch in Onshore-Anlagen im Einsatz. Die Prüfung von Bolzen ist nur ein Bereich der Expertise des dänischen Unternehmens R&D Group. Auf der Husum Wind wird die R&D Group ihr gesamtes Spektrum an Prüf-Kompetenz im Windenergiesektor vorstellen, einschließlich der Entwicklung des größten Gondelprüfstands der Welt und des zweiachsigen Ermüdungsprüfstands für die Rotorblätter von Windkraftanlagen.
