Kurzfassungen - VGB PowerTech Journal 9/2013

Kraftwerksneubau in Europa: Zwischen neuen Herausforderungen, drohender Versorgungslücke, Klimaschutz und Investitionschancen

Dirk Briese, Jens Gatena und Andreas Herden

Der europäische Kraftwerksmarkt unterliegt aktuell starken Veränderungen und diese gestalten sich als sehr uneinheitlich. Im vorgestellten Referenzszenario werden ein verstärkter Zubau von erneuerbaren Energien und dezentrale Lösungen erwartet. Auch einzelne Neubauvorhaben von Großkraftwerken, hauptsächlich mit Kraft-Wärme-Kopplung, werden realisiert. Auf dem Kraftwerksmarkt für Hersteller und Zulieferer mit seinen Teilsegmenten herrschen zudem parallel Unsicherheiten.

Wasserkraftanlagen – flexibel und dynamisch

Jean-Claude Riesterer, Mirjam Sick, Manfred Sallaberger, Robert Schürhuber und Peter Nowicki

Die Wasserkraft erzeugt circa 16 % der Stromproduktion weltweit. Somit sichert sie den größten Anteil an der Stromerzeugung aus regenerativen und umweltfreundlichen Quellen. Wasserkraft ist unter Berücksichtigung von Lebensdauer, Effizienz, Flexibilität und Wirtschaftlichkeit auch der nachhaltigste Stromerzeuger. Ausgehend von der heutigen bewährten Technik werden einige Entwicklungsbeispiele aufgezeigt, die das Potenzial für neue Herausforderungen, wie Flexibilität und Dynamik, an diese Technologie hervorhebt.

Lebensdauermanagement in Wasserkraftanlagen – Bemessung, Betrieb und Prüfung von ermüdungsbeanspruchten Anlagenteilen in Wasserkraftwerken

Wolfgang Kofler

Eine Expertengruppe des VGB-Fachausschusses „Wasserkraftanlagen“ beschäftigt sich derzeit mit der Ausarbeitung eines Leitfadens für maschinelle Bauteile von Wasserkraftanlagen, der einen Überblick sowie konkrete Hilfestellungen bei Planung, Berechnung und Konstruktion von Neuanlagen sowie für den Betrieb von bestehenden Anlagen geben soll. Dies erfolgt speziell mit dem Fokus auf Ermüdungsbeanspruchung bzw. Lebensdauerbewertung. Berücksichtigt werden die Anwendung von numerischen Rechenmethoden in Kombination mit dem Einsatz hochfester Materialien.

Fischaufstieg – Bericht aus der Expertengruppe Wasserkraft

Sebastian Roger, Sabine Käfer, Jochen Ulrich und Friedrich Zemanek

Ökologische Regulierungen und Auflagen für die Wasserkraft haben auf europäischer, nationaler und föderaler Ebene stetig zugenommen. Im Zuge nationaler Implementierungen der europäischen Wasserrahmenrichtlinie ist die Herstellung der Fischdurchgängigkeit ein zentrales Thema für die Erreichung der Umweltziele. Zur Unterstützung seiner Mitgliedunternehmen hatte der VGB-Fachausschuss „Wasserkraft“ eine länderübergreifende Expertengruppe eingerichtet. Der abgeschlossene Arbeitsauftrag bestand in einem Erfahrungsaustausch sowie in einer vergleichenden Analyse und Bewertung der wesentlichen Richtlinien und Leitfäden für den Fischaufstieg.

Herausforderungen und Perspektiven der Technischen Betriebsführung von Windenergieanlagen und Windparks

Gerrit Schmidt und Yvonne Mosler

Die professionelle technische Betriebsführung von Windenergieanlagen ist eine wichtige und notwendige Voraussetzung, um diese in den bestehenden Strommarkt zu integrieren. Mit dem verstärkten Eintritt von klassischen Energieerzeugungsunternehmen in den Windmarkt haben sich auch die Anforderungen an die technische Betriebsführung von Windenergieanlagen gewandelt. Ein Überblick zu Aufgaben und Anforderungen der technischen Betriebsführung von Windenergieanlagen wird gegeben, insbesondere, wenn diese nicht mehr als reines Finanzinvestment, sondern als Energieerzeugungsanlage gesehen werden.

Mehr Wettbewerbsfähigkeit für die Windenergie – Neue Technologien für die Windvorhersage

Fabio Bertolotti

Während sich die Leistung von thermischen und nuklearen Kraftwerken sehr gut bestimmen und damit auch beurteilen lässt, zeigen sich bei Windenergieanlagen nach wie vor Defizite mit den Folgen steigender Betriebskosten, geringerer Produktion und damit Erträge sowie einer geringen Wettbewerbsfähigkeit. Vorgestellt werden eine Technologie und ein System, mit dem verbesserte 24-Stunden-Prognosen sowie eine genauere Zustandsüberwachung der Rotorblätter möglich werden. Das System kann auf jeder WEA eingesetzt werden und bietet Potenziale, die Wettbewerbsfähigkeit der Windenergieindustrie zu steigern.

Weiterentwicklung in der Technologie und der Netzintegration von Windenergieanlagen – Am Beispiel der neuen GE 2.5-120 WEA

Stephan Wachtel

Die Entwicklung der GE 2.5-120 WEA zeigt beispielhaft auf, wie die divergierenden Anforderungen zur Kostenreduktion und zum steigenden Aufwand zur Einhaltung der Netzanschlussrichtlinien erfolgreich erfüllt werden können. Der derzeitige Entwicklungsstand ermöglicht eine Effizienzsteigerung von bis zu 25 % und gleichzeitig eine Erhöhung der jährlichen Energieproduktion von bis zu 15 %. Die Weiterentwicklung zeigt, dass sich sowohl heutige, als auch zukünftige technische und wirtschaftliche Anforderungen an die Windenergie und deren Netzintegration erfüllen lassen.

Erweiterung des Umfangs von Condition Monitoring Systemen für Multi-MW und Offshore Windturbinen

Thomas Gellermann

Schwingungsbasierte Condition Monitoring Systeme (CMS) haben sich für die Zustandsüberwachung des mechanischen Triebstrangs von Windenergieanlagen etabliert. Durch die hohen Investitionssummen für Multi-MW- und Offshore-Anlagen und der Notwendigkeit für eine kostenoptimierte Instandhaltung besitzen Zustandsinformationen einen wachsenden Stellenwert. Die hohen Erwartungen an die Verfügbarkeit, die mit der Anlagengröße steigende Wertekonzentration und die beschränkte Zugänglichkeit von Windenergieanlagen bilden wichtige Argumente, die Zustandsüberwachung auf weitere Anlagenkomponenten auszudehnen.

Die vorbeugende Instandhaltung an Getrieben für Windkraftanlagen

Achim Oebel

Das Getriebe gehört zu den besonders kostenintensiven Komponenten einer Windkraftanlage. Insbesondere deshalb sollte der Betreiber Maßnahmen ergreifen, um den Ausfall dieser Komponente zu vermeiden. Um das Risiko überraschend auftretender Schäden mit dann sehr hohen Folgekosten zumindest zu reduzieren, können durch den Einsatz besonderer Wartungskonzepte spürbare Erfolge erzielt werden. Qualifizierte Wartung der Getriebe, Früherkennung und vorbeugende Präventivmaßnahmen sind die Schlüssel dafür.

Untersuchungen zum Selbsterwärmungsprozess in Biomasselagerstätten (HOSEP)

Klaus Meissner, Victor Torres Toledo und Dorothee Kiefer

Strom und Wärme aus Biomasse leisten einen wichtigen Beitrag zur Versorgung mit erneuerbarer Energie. Technisch sind die Verbrennungsverfahren gut untersucht und erlauben eine effiziente Nutzung. Bei der Aufbereitung der Biomasse mit Lagerung und Trocknungsprozess entstehen teilweise erhebliche Verluste durch die Stoffwechselaktivität von Mikroorganismen. Mit dem vorgestellten Ansatz lässt sich anhand bekannter Parameter die Zersetzung biogener Brennstoffe ermitteln. Strategien zur Reduktion der Lagerverluste lassen sich damit ableiten.

Einflussfaktoren auf die jährliche Elektrizitätserzeugung eines simulierten Solarturmkraftwerkes

Ernst Sattler, Peter Pechtl, Josef Petek und Christoph Hochenauer

Beschrieben wird der Aufbau eines möglichst realistischen Simulationsmodells eines grundlastfähigen Solarturmkraftwerkes in EBSILON Professional. In einer Zeitreihenrechnung werden die Einflussfaktoren auf die Jahresstromerzeugung analysiert sowie die Funktion des Modells unter verschiedenen Wetterbedingungen getestet. Die Ergebnisse der Simulation für einen Standort in den Arabischen Emiraten belegen die Aussagekraft und zeigen Aspekte für eine weitere Optimierung auf.

Ausbildung und Qualifizierung für die erneuerbaren Energien – Am Beispiel der Windenergie

Jörg Schulte-Trux, Michael Schuhmacher und Rainer Zobel

Erneuerbare Energien sind in der zukünftigen Energiebereitstellung ein fester Bestandteil und steigern ihren Anteil am Markt solide weiter. Die KRAFTWERKSSCHULE E.V. reagiert auf diese Entwicklung und erweitert ihr Schulungsprogramm für die erneuerbaren Energien. Neben dem Ausbildungsschwerpunkt zur Windenergie finden auch die Wasserenergie und die Bioenergie ihr Augenmerk im Ausbildungsangebot. Die neuen Aufgabenstellungen erstrecken sich vom Aufbau über den Betrieb bis hin zu Wartung und Instandhaltung.

Perspektiven der deutschen Braunkohlenindustrie 2013: Braunkohle – Partner und Impulsgeber

Johannes Lambertz und George Milojcic

Zwei Jahre nach Fukushima zeichnen sich die Konturen von Chancen und Risiken in Energiewirtschaft und Energiepolitik deutlicher ab. Das Energiesystem wird komplexer. Es gibt unerwartete Nebenwirkungen, Akzeptanz kann ein Engpassfaktor werden. Im Bereich der Energie- und Umweltpolitik besteht großer Handlungsbedarf. Auch für die Braunkohlenindustrie ist Akzeptanz wichtig und kein Selbstläufer. Darum muss gerungen werden. Es geht um Glaubwürdigkeit.

Anfahroptimierung durch Prozess- und Beanspruchungsanalyse von zwei 600-MW-Dampferzeugern im Kraftwerk Niederaußem

Jürgen Grabig, Tobias Linke, Piotr Olkowski, Guido Ingrisch, Jens Hälbig, Bernd Voß, Bernd Heidicker und Christian Fielenbach

Ziel der Untersuchung war die Bewertung der Auswirkung einer flexiblen Fahrweise auf die Lebensdauer von dickwandigen Kesselkomponenten für auf Grundlast ausgelegte Kraftwerksblöcke. Dazu wurden zur Minimierung des Berechnungsaufwandes die zulässigen quasistationären Laständerungsgeschwindigkeiten ermittelt und im Rahmen der weiteren Untersuchung bewertet. Fazit ist eine ausreichende Lebensdauerreserve bei den dickwandigen Kesselkomponenten. Somit wurde die Grundlage für die Durchführung von Anfahroptimierungsmaßnahmen geschaffen.

Kurzbericht über die Tätigkeit des VGB PowerTech in 2012/2013 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“, „Power Plant Technologies“, „Erneuerbare Energien und Dezentrale Erzeugung“, „Umwelttechnik, Chemie, Sicherheit und Gesundheit“ sowie den „Technischen Services“. 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.