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FGW Instandhaltungsrichtlinie TR7 Hintergrund, Inhalt, Konsequenzen

VDI-Fachkonferenz

Instandhaltung von Windenergieanlagen 3. und 4. Dezember 2013, Hamburg

Sebastian Pfaffel, IWES Fraunhofer-Institut für Windenergie und Energiesystemtechnik, Kassel Leiter des FGW-Arbeitskreises Globales Service Protokoll (GSP)

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Fördergesellschaft

Windenergie und andere Erneuerbare Energien

Siehe auch www.wind-fgw.de · Tätigkeitsbericht 2012 · Arbeitsprogramm 2013

Einspeisen und Kommentieren: IEC- und EN-Normung Verordnungen,

Gesetze

Treuhänderische Aufgaben

F&E

Entwicklung der Technischen Richtlinien

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Forschungsgruppe

Zuverlässigkeit und Instandhaltungsstrategien

Dienstleistungen & Produkte

Erfassung und Strukturierung von O&M-Daten mit Industriestandards

Statistikbasierte Schwachstellen- und Fehler-Ursachen-Analyse

Kundenspezifische Datenauswertungen und Studien

Instandhaltungsstrategien

Beratungsleistungen

Sie

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Forschungsgruppe

Relevante Projekte

Erhöhung der Verfügbarkeit von WEA – EVW

Offshore~Wissenschaftliches Monitoring- und Evaluierungsprogramm – Offshore~WMEP

Finanzierung: BMU/PTJ Phase I: 2006 – 2009 Phase II: 2010 – 2014 Partner:

Finanzierung: BMU/PTJ Partner: IZP, FGW, Betreiber Konzeptphase: 2007 – 2011 1. Durchführungsphase: 2012 – 2015

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FGW Instandhaltungsrichtlinie TR7 Hintergrund, Inhalt, Konsequenzen

Inhalt

Ausgangssituation für die Erarbeitung der Instandhaltungsrichtlinie

Zuverlässigkeitsorientierte Instandhaltung

Zielstellung, Bearbeitung, Struktur und Inhalte der Richtlinie

Etablierung in der Branche und Vernetzung mit anderen Gremien

Zusammenfassung und Ausblick

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…und dann muss nur noch

Bericht geschrieben werden.

Prüfberichte Entwicklung 1

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Ausfallhäufigkeit von WEA-Komponenten

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Antriebstrang

Tragende Teile / Gehäuse

Generator

Getriebe

Rotornabe

Mechanische Bremse

Rotorblätter

Windrichtungsnachführung

Hydraulikanlage

Sensoren

Elektronische Regelungseinheit

Elektrik

Ausfallzeit je Schaden [Tage]Jährliche Schadenshäufigkeit

1 0,75 0,5 0,25 0 2 4 6 8

Quelle: WMEP

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FGW Instandhaltungsrichtlinie TR7 Hintergrund, Inhalt, Konsequenzen

Inhalt

Ausgangssituation für die Erarbeitung der Instandhaltungsrichtlinie

Zuverlässigkeitsorientierte Instandhaltung

Zielstellung, Bearbeitung, Struktur und Inhalte der Richtlinie

Etablierung in der Branche und Vernetzung mit anderen Gremien

Zusammenfassung und Ausblick

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Instandhaltungsstrategien

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Erfahrung zur Optimierung nutzen

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Maintenance

Strategie • reaktive • zeitbasierte • zustandsorientiert • zuverlässigkeits- orientiert

Ergebnis • Fehler • Schaden • Inspektion • Reparatur

Dokumentation • Ersatzteile • Ursache • Zeiten • Kosten

Archivierung •Stammdaten (RDS-PP) • Betriebsdaten • Ereignisdaten (ZEUS)

Auswertung • MTBF, MTTR • Schwachstellen • LCC

Planung • Verbesserungen • Zusammenlegung • Intervallopt. • Priorisierung

Genaue, detaillierte Beschreibung Einheitliche Bezeichnung aller Komponenten Einheitliche Beschreibung aller Zustände

Design • Verifizierung • Modifizierung

Betriebserfahrungen nutzen

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Handelnde Parteien und Kommunikation in der Instandhaltung

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Nutzen für den Betreiber / Instandhalter

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Optimization of intervals

Optimum strategy

LCC prediction

Constitute priorities

Quelle: IZP

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FGW Instandhaltungsrichtlinie TR7 Hintergrund, Inhalt, Konsequenzen

Inhalt

Ausgangssituation für die Erarbeitung der Instandhaltungsrichtlinie

Zuverlässigkeits-orientierte Instandhaltung

Zielstellung, Bearbeitung, Struktur und Inhalte der Richtlinie

Etablierung in der Branche und Vernetzung mit anderen Gremien

Zusammenfassung und Ausblick

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www.wind-fgw.de

Struktur der FGW-Fachausschüsse

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FAIH Berthold Hahn

AK Überarbeitung, Etablierung TR7 Berthold Hahn, IWES

AK Globales Service Protokoll Sebastian Pfaffel, IWES

AK Anlagenkennzeichnung Axel Ringhandt, Bachmann- electronic

AK Nachweisprüfung Uwe Knorr, Ackermann & Knorr

AK Gründung und Tragstrukturen Klaus Deininger, KTW

AK Antriebstrang Jörg-Rasmus Otto, Enertrag

AK Elektrische Betriebsmittel Klaus Pfeiffer, Enertrag

AK Zustands-Ereignis-Ursachen-Schlüssel

Klaus Pfeiffer, Enertrag

AK Instandhaltungsdokumentation Lutz Fiedler, Rheinmetall

AK Weiterbildung Komm. Klaus Pfeiffer, Enertrag

FGW-Fachausschuss Instandhaltung

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TR7: Instandhaltung von Kraftwerken für Erneuerbare Energien

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Erarbeitet durch:

Hersteller, Betreiber, Service-Anbieter

Versicherer, Zertifizierer, unabhängige Sachverständigen und Wissenschaftler

Beschreibt den IH-Prozess und die notwendige Tiefe der Dokumentation

Harmonisiert u. a. die Begriffsvielfalt

Veröffentlichung von Rev. 0 in 2006

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Zielstellung der TR7

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• Prozessbeschreibung und Rollendefinition

• Begriffsdefinitionen

• Dokumentation von Instandhaltungsmaßnahmen systematisch und detailliert

• Grundlage für Vertragsabschlüsse

• Prozessbeschreibung und Spezifika für unterschiedliche Gewerke

• Beschreibung von Prüfinhalten und Nachweispflichten

• Standardisierung von Kennzeichnungen, Bewertungen und Schnittstellen

• Ermöglichen einer gemeinsamen, treuhänderisch verwaltete Datenbank

Revision 0

Revision 1

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Aufbau der TR 7

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Technische Richtlinie Teil7: "Instandhaltung von Kraftwerken für Erneuerbare Energien"

Rubrik A: "Allgemeiner Teil"

Definition von Begriffen, normative Verweise, grundsätzliche Prozessbeschreibungen, Systemaspekte und Verfahren

Rubrik B: "Fachspezifische Anwendungser-läuterungen"

Nachweisprüfungen in Arbeit

Elektrische Infrastruktur in Arbeit

Gründung und Tragkonstruktionen

in Arbeit

Rubrik C: "Dokumentation"

in Arbeit

Rubrik D: "Klassierung und Strukturierung"

Kennzeichnungssystem von Windkraftwerken (RDS-PP)

in Arbeit

Zustands-Ereignis-Ursachen-Schlüssel (ZEUS)

Begriffe, Klassierung, Strukturierung und Schlüssel von Zustandsänderungen, Ereignissen und Ursachen für weiterführende Bewertungen und Verbesserungen in Betrieb und Instandhaltung

Globales Service Protokoll (GSP)

in Arbeit

Rubrik E: "Analyse und Bewertung"

in Arbeit

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Standards für die Zuverlässigkeitsorientierte-Instandhaltung

RDS-PP

Basierend auf DIN EN IEC 81346

Zusammenschluss von VGB, FTUG und Nordic Group

ZEUS

Revision 1. erhältlich

GSP

In Bearbeitung

Veröffentlichung um den Jahreswechsel 13/14

Reference Designation System – RDS-PP

Zustands-Ereignis-Ursachen-Schlüssel – ZEUS

Globales-Service-Protokoll – GSP

Kennzeichnet Systeme und Komponenten VGB-Standard-S-823-T32

Einheitliche Beschreibung von Zuständen Technische Richtline TR7 der FGW

Einheitliches datentechnischen Protokoll zur Kommunikation

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Reference Designation System for Power Plants (VGB-S-823-T32)

Kommt aus dem Bereich der konventionellen Kraftwerke (KKS)

Standardisierte Bezeichnung aller Komponenten einer WEA

Einteilung der Systeme nach ihrer Funktion

Stand: Wird bei diversen Unternehmen bereits verwendet (DONG, RWE etc. ) Überarbeitung in Zusammenarbeit mit Unternehmen der Windbranche

Industrielle Standards – RDS-PP

Quelle: VGB

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Zustands-Ereignis-Ursachen-Schlüssel (FGW TR. 7 Rubrik D2, Rev. 1)

Ziel: Vereinheitlichung der Betriebs- und Instandhaltungsdaten

Beschreibt den Zustand einer EE-Anlage

Beschreibt Ereignisse die zu einer Zustandsänderung führen

Beschreibt Fehler und notwendige IH-Maßnahmen an einer Komponente

Stand:

Veröffentlicht in Rev. 1 durch die FGW (01.10.2013)

Wird bei den Industriepartner im EVW 2 - Projekt derzeit eingeführt

ZEUS

Energieanlage (Block 1) 1x Elemente (Block 2) n x

Industrielle Standards – ZEUS

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Das Globale Serviceprotokoll (GSP) wird

ein in den Technischen Richtlinien Teil 7 Rubrik D3 des FGW e.V.

spezifiziertes Dokumentenformat für den Austausch von IH-Informationen

Ein über ein XML-Schema spezifiziertes Datenformat zur Strukturierung von Daten der Instandhaltung von EE-Anlagen

eine Möglichkeit, strukturierte Instandhaltungsinformationen unterschiedlicher Akteure mit unterschiedlichen IT-Systemen auszutauschen.

Industrielle Standards – GSP

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FGW Instandhaltungsrichtlinie TR7 Hintergrund, Inhalt, Konsequenzen

Inhalt

Ausgangssituation für die Erarbeitung der Instandhaltungsrichtlinie

Zuverlässigkeits-orientierte Instandhaltung

Zielstellung, Bearbeitung, Struktur und Inhalte der Richtlinie

Etablierung in der Branche und Vernetzung mit anderen Gremien

Zusammenfassung und Ausblick

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Messinstitute und Beratung

24%

Hersteller/ Zulieferer

24% Entwickler und Betriebsführer

20%

Zertifizierungsstellen 10%

Andere 10%

F&E 6%

ÜNB’s und VNB`s 6% Aufteilung der Interessenvertreter in der FGW

Ca. 130 institutionelle Mitglieder

Siehe www.wind-fgw.de · Tätigkeitsbericht 2012/13 · Arbeitsprogramm 2013

23%

7%

20%

3%

20%

20%

7%

Teilnahme an FAIH-Sitzungen in 2012 in %

Anlagenbetreiber & Planer

F&E

Hersteller/Zulieferer

Netzbetreiber

Zertifizierer/Gutachter

Service

Verband

Beteiligte in der FGW-Gremeienarbeit

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Abgleich mit anderen Regelwerken (nicht vollständig)

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Prüfpflichten: EU-Maschinenrichtlinie

DIBt-Richtlinie

DIN EN 61400-1

VDE 109

Betriebssicherheitsverordnung

Technische Richtlinien Betriebssicherheit

BGV, BGR

Grundsätze und Begriffsharmonisierung: DIN EN 13306

DIN 31051

DIN EN 13460

DIN EN ISO IEC 17020

DIN EN IEC 61400-16

Datenerfassung und Kommunikation: VGB B101, B102 (RDS-PP)

VGB S 823 (vormals B116)

DIN EN IEC 61400-25

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Vernetzung, gemeinsame Datenbank, Internationalisierung

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Mitarbeiter des FA-Instandhaltung arbeiten ebenfalls mit

BWE: gegenseitige Information

DKE: Komitee 383 Windenergieanlagen, Projekt Globales Service Protokoll (GSP)

VGB PowerTech: Kennzeichnungssystem für Kraftwerke (RDS-PP)

Projekt EVW: Zustands-Ereignis-Ursachen- Schlüssel (ZEUS)

Projekt Offshore~WMEP: Datenerhebung (Minimum Data Requirements)

IEC: IEC 61400-26 Availability

IEA-Wind: Task 33 Reliability Data (Recommended Practices)

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FGW Instandhaltungsrichtlinie TR7 Hintergrund, Inhalt, Konsequenzen

Inhalt

Ausgangssituation für die Erarbeitung der Instandhaltungsrichtlinie

Zuverlässigkeits-orientierte Instandhaltung

Zielstellung, Bearbeitung, Struktur und Inhalte der Richtlinie

Etablierung in der Branche und Vernetzung mit anderen Gremien

Zusammenfassung und Ausblick

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Zusammenfassung und Ausblick I Konsequenzen für die Branche

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Voraussetzungen: Daten (Erfahrungen) müssen systematisch erfasst und analysiert werden

Zusammenarbeit ist zwingend notwendig. Kein Betreiber erreicht allein die notwendige statistische Basis.

Bedingungen: Viele Experten müssen an der Standardisierung arbeiten

Die Beteiligten müssen sich auf gemeinsame Standards einigen/einrichten

Daten- und Informationen müssen detaillierter erfasst und archiviert werden

Technische und kaufmännische Informationen sind miteinander zu verknüpfen

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Zusammenfassung und Ausblick II Nutzen für die Branche

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Nutzen: Einheitliche Definitionen für Verträge

Brancheneinheitliche definierte Nachweisprüfung

Vereinfachte Daten- und Informationserfassung

Vereinfachte Kommunikation zwischen den Beteiligten

Vereinfachte Kommunikation innerhalb international operierender Firmen

Benchmarking zu anderen Betreibern

Frühzeitiges Erkennen von Schwachstellen

Statistische Analyse als Grundlage für CMS

Ermöglicht den Aufbau des Windenergie-Informations-Datenpool (WInD-Pool)

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M. Sc. Sebastian Pfaffel Zuverlässigkeit & Instandhaltungsstrategien Abteilung Windparkplanung und -betrieb Fraunhofer-Institut für Windenergie und Energiesystemtechnik IWES Königstor 59 │ 34119 Kassel Telefon: +49 (0)561-7294 441 E-Mail: sebastian.pfaffel@iwes.fraunhofer.de

Zeit für Ihre Anregungen und Fragen

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rary