Ausgabe - VGB PowerTech Journal 9/2014

Wasserkraft in Großbritannien wächst kontinuierlich

Andrew Logie, Hans-Christoph Funke und Olaf Heil

In Großbritannien wächst die Wasserkraft kontinuierlich, gestützt durch den politischen Willen, erneuerbare Energien zu fördern und voranzutreiben. Die wasserreichen Regionen sorgen für ein erhebliches Ausbaupotential. Der aktuelle Stand sowie zukünftige Wachstumspotentiale und die staatlichen Fördermechanismen werden dargestellt. Die Mehrheit der Neubauprojekte sind Laufwasserkraftwerke in Schottland mit relativ geringem Durchfluss aber hoher Fallhöhe. RWE Innogy hat eine Reihe solcher Kraftwerke entwickelt und gebaut.

Energiewende erfolgreich gestalten durch Pumpspeicherausbau

Klaus Krüger und Niklas Rotering

Die Gewährleistung von operativer Flexibilität und die Bereitstellung gesicherter Leistung sind zwei wesentliche Herausforderungen der Energiewende. Die konsequente Nutzung der kostengünstigen und bewährten Pumpspeichertechnologie kann wesentliche Beiträge zur Bewältigung dieser Herausforderungen leisten. Ein Ausbau von Pumpspeicherwerken im Rahmen der Energiewende stellt eine technisch und volkswirtschaftlich interessante Option für Deutschland dar. Pumpspeicher werke kompensieren die Volatilität der Erneuerbaren und ermöglichen einen schonenden und wirtschaftlichen Betrieb des verbleibenden thermischen Kraftwerkparks.

Performance-Checks von neu errichteten Windparks

Thomas Burchhart und Rudolf Zauner

Die Performanceanalyse einer Turbinenflotte dient der Produktionsoptimierung und wird durch die Anzahl der zu überwachenden Windkraftanlagen maßgeblich beeinflusst. Ein Top-Down-Ansatz wird präsentiert, in dessen ersten drei Stufen unterdurchschnittlich performante Windkraftanlagen durch die Analyse der Produktionsdaten, der Verfügbarkeitsdaten, sowie der Leistungskur ven, effektiv identifiziert und visualisiert werden können. In dessen letzter Stufe wird die Ursache für unterdurchschnittliche Performance im Rahmen der Fehlerursachenanalyse im Detail untersucht. Des Weiteren wird ein System zur frühzeitigen Schadenserkennung vorgestellt.

Ertragsoptimierung von Windkraftanlagen auf Basis neuartiger Windnachführung

Fabio Bertolotti

Die Ausrichtung des Rotors einer Windkraftanlage zum Wind, die sogenannte Azimut- oder auch Windnachführung, hat einen wesentlichen Anteil an der Effizienz einer Windkraftanlage. Durch den Einsatz neuartiger Steuerungslösungen für den Azimut-Betrieb, wie zum Beispiel „Rapid Yaw“, kann die Effizienz von Windkraftanlagen gesteigert werden. Die Reduzierung der gyroskopischen Kräfte ist bei der Windnachführung ein Schlüsselelement, um die Verfahrgeschwindigkeiten für den Azimut an Windkraftanlagen zu erhöhen. Dazu werden Azimut und die Verstellung der Rotorblätter (Pitch) miteinander synchronisiert. Rechnerbasierte Simulationen und erste Feldtests untermauern das Potential dieser Strategie.

Sicherheitstechnische Anforderungen und Trends im Rahmen des Entwicklungsprozesses einer Windenergieanlage

Oliver Raupach

An Windenergieanlagen der Multi-Megawatt-Klasse werden vielfältige sicherheitstechnische Anforderungen gestellt. Diesen unterschiedlichen Anforderungen an die strukturelle Integrität der Anlage und an den Schutz von Personen mit entsprechenden Maßnahmen auf Basis verschiedener Analysemethoden gilt es gerecht zu werden. Insbesondere bei den komplexen mechatronischen Sicherheitssystemen muss sehr früh im Entwicklungsprozess eine sorgfältige Definition der Anforderungen an Hard- und Software erfolgen. Fehler sind dabei unbedingt zu vermeiden, da sie oft erst sehr spät bemerkt werden und nur aufwändig zu korrigieren sind.

Betrieb von Windparks unter Vereisungsbedingungen – ein Balanceakt zwischen Produktion und Sicherheit

René Cattin

Vereisung hat einen signifikanten Einfluss auf die Entwicklung und den Betrieb von Windparks. Sie verursacht Produktionsverluste und stellt ein allgemeines Sicherheitsrisiko dar. Für einen optimierten Betrieb muss die Anlage daher erstens in der Lage sein, Vereisung an den Rotorblättern möglichst früh zu erkennen. Damit können Gegenmaßnahmen aktiviert werden. Zweitens wird ein Instrument für ein Signal benötigt, das die Eisfreiheit des Rotorblatts signalisiert, womit der normale Betrieb wieder aufgenommen werden kann. Eine große Anzahl vielversprechender Ansätze existiert, um dieser Problematik zu begegnen. Es bestehen aber nach wie vor große Unsicherheiten bezüglich der Zuverlässigkeit sowie ein Bedarf an Praxistests und Betriebserfahrungen.

Dem Fachkräftemangel in der Windenergie entgegenwirken

Jörg Schulte-Trux und Michael Schuhmacher

Unternehmen, die in die Windkraft investieren, benötigen für deren Wartung und Instandhaltung entsprechend qualifizierte Mitarbeiter. Dabei müssen sie sich langfristig auf einen durch Studien belegten Fachkräftemangel einstellen. Die Qualifikationsanforderungen an das Service- und Wartungspersonal spiegeln sich zudem nicht in einem eigenen Berufsbild. Die modulare Fortbildung zum Servicemonteur bei der KRAFTWERKSSCHULE e.V. (KWS) bietet hier die Möglichkeit, die Mitarbeiter optimal auf ihren künftigen Arbeitsplatz vorzubereiten. Zudem lässt sie sich flexibel den individuellen Belangen der Personalentwicklung anpassen.

Nutzung von Biomasse in Kohlekraftwerken – Herausforderungen, Erfahrungen, technische Lösungen

Patrick Moenckert, Frank Kluger, Hellmuth Brüggemann und Gerald Schmidt

Die Nutzung von Biomasse bietet Kraftwerksbetreibern eine Möglichkeit zur Verringerung von CO2-Emissionen. Untersuchungen werden vorgestellt, die ALSTOM am Beispiel der Umrüstung eines Kraftwerks auf Basis von Betrieb mit Steinkohle für die Biomassenutzung durchgeführt hat. Aufgezeigt werden Anforderungen an die Brennstoffaufbereitung infolge veränderter Brennstoffeigenschaften zur Erreichung einer guten Verbrennungsqualität. Des Weiteren werden Auswirkungen auf die Effizienz wärmeübertragender Bauteile sowie auf den Betrieb und die Leistungsfähigkeit der betrachteten Anlage diskutiert.

Umgang mit einer Erdbebensituation in einem mit Erdgas gefeuerten Kraftwerk – Erfahrungen und Erfahrungsrückfluss aus einer Übung

Vitro Cordeiro

Das Kraftwerk Ribatejo, Portugal liegt in einem Gebiet mit hohem Erdbebenrisiko. Daher hat das Management der EDP entschieden, eine spezifische Ausbildung und Übung durchzuführen, um das Verhalten der Beschäftigten bei einem möglichen Erdbebenfall zu verbessern. Die Übung wurde mit nationalen und lokalen Sicherheitsunternehmen durchgeführt. Erfahrungen und Erkenntnisse wurden gewonnen, die in Zukunft verbesserte Reaktionen bei Erdbeben ermöglichen. Diese werden jetzt im Unternehmen und darüber hinaus weiter gegeben.

Feuerungsoptimierung einer Dampferzeugerfeuerung mittels modellbasierter Regelstrukturen

Heiko Kanisch, Dietmar Haake und Frank Müller

In den Jahren 2006 bis 2012 wurde für den Einsatz in den 815 t/h Dampferzeugern des braunkohlengefeuerten Kraftwerkes Jänschwalde der Vattenfall Europe Generation AG ein modellbasiertes Regelungssystem zur Optimierung der Feuerungsführung entwickelt und zur Anwendung gebracht. Die Modellbasis dieses Systems stützt sich dabei auf ein adaptiertes künstliches neuronales Netz (KNN) mit wissensbasierten Modellerweiterungen. Für die Optimierungsfunktionen kommen moderne evolutionäre mathematische Algorithmen zur Anwendung.

EPZ und AREVA – Eine langjährige Partnerschaft für einen sicheren und zuverlässigen Betrieb des niederländischen Kernkraftwerks

Yvonne Broy und Monique Linger

Der Druckwasserreaktor Borssele in den Niederlanden ist das erste noch im Betrieb befindliche AREVA/Siemens KWU-Kernkraftwerk. Dank stetiger Modernisierung gehört Borssele auch nach 40 Betriebsjahren zu den sichersten 25 % aller westlichen Leichtwasserreaktoren und setzt damit Maßstäbe für Instandhaltung und Ertüchtigung. Im Rahmen der geplanten Laufzeitverlängerung bis zum Jahr 2034 sind nun wieder umfassende Modernisierungsprojekte geplant.

Verbesserung der Sicherheitskultur – Ein Thema für die Instandhaltung?

Jochen Pillekamp und Katrin Keilig

Die Verankerung eines kritischen und ausgeprägten Sicherheitsbewusstseins in der Kultur eines Unternehmens ist die Voraussetzung dafür, dass sich die Beschäftigten auf Dauer Risiken meiden. Die Vattenfall-Gruppe hat es sich zum Ziel gesetzt, über die Entwicklung einer umfassenden Sicherheitskultur, die Wahrnehmung des Themas und damit das sicherheitsrelevante Handeln innerhalb der Belegschaft entscheidend zu stärken. Die wichtigsten, aus der Praxis abgeleiteten Charakteristika einer positiven Sicherheitskultur sowie eine Möglichkeit, die eigene Sicherheitskultur zu bewerten, werden vorgestellt. Im Vordergrund steht die Frage, welchen Einfluss die Kultur auf die Sicherheitsperformance in der Instandhaltung hat bzw. nehmen kann.

Perspektiven der deutschen Braunkohlenindustrie 2014

Matthias Hartung und George Milojcic

Ausgelöst durch den Beschluss, die Kernenergienutzung zu beenden und das Stromsystem zukünftig schrittweise auf immer mehr erneuerbare Energien hin auszurichten, sind erhebliche Veränderungen im Bereich Stromerzeugung und -übertragung erforderlich. Ein Aspekt ist, welche Rolle die Braunkohle im Rahmen der Transformation des Stromsystems spielen kann und welchen Nutzen dieser Rohstoff für unser Land und die Regionen bedeutet. Sie ist stabile Größe, die in ihrer Entwicklung gut einschätzbar ist. Neben den bekannten Attributen „sicher, wettbewerbsfähig und von großer regionalwirtschaftlicher Bedeutung“ beschreibt das Stichwort „Flexibilität“ eine neue Dimension.

Kurzbericht über die Tätigkeit des VGB PowerTech in 2013/2014

VGB PowerTech

VGB PowerTech e.V. ist der europäische technische Fachverband für die Strom- und Wärmeerzeugung. Zusammengefasst werden die wesentlichen Ergebnisse der Arbeit von VGB PowerTech, d.h. im Einzelnen der VGB PowerTech-Geschäftsstelle mit den Competence Centern „Kernkraftwerke“, „Kraftwerkstechnologien“, „Erneuerbare Energien und Dezentrale Erzeugung“, „Umwelttechnik, Chemie, Sicherheit und Gesundheit“ sowie den „Technischen Ser vices“. Bei der Kraftwerksforschung bringt sich VGB über die VGB-Forschungsstiftung ein und fördert wichtige Themen aus Mitteln der unterstützenden Unternehmen. Zusätzlich veranstaltet VGB Seminare, Fachtagungen, Konferenzen und den jährlich stattfindenden Kongress „Kraftwerke“. Diese Tagungen sind eine weitere Plattform des internationalen Erfahrungsaustausches – und nicht zuletzt auch diese Fachzeitschrift.