Instandhaltung Wenn die Wartungshalle zum Windrad kommt

Autor / Redakteur: Laura Wilms / Beate Christmann

Bei der Reparatur von Windkraftanlagen werden beschädigte Hauptkomponenten mitunter über lange Strecken zu Werkstätten transportiert. Ein immenser Aufwand, der enorme Kosten verursacht, künftig aber vermieden werden kann: mit einer mobilen Halle für Reparatur- und Wartungsarbeiten direkt vor Ort.

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Wind gilt als sauberer und vor allem günstiger Rohstoff – Windkraftanlagen sind aber nur dann ökonomisch effizient, solange sie störungsfrei laufen und die Wartungskosten damit niedrig bleiben.
Wind gilt als sauberer und vor allem günstiger Rohstoff – Windkraftanlagen sind aber nur dann ökonomisch effizient, solange sie störungsfrei laufen und die Wartungskosten damit niedrig bleiben.
(Bild: Siemens)

Windenergie zählt zu den Spitzenreitern unter den erneuerbaren Energien. Aus gutem Grund: Wind ist ein günstiger und sauberer Rohstoff und er ist in unerschöpflichen Mengen vorhanden. Auch die Investitionskosten von Windkraftanlagen amortisieren sich schnell – allerdings nur dann, wenn die Anlagen während ihrer Lebensdauer von 20 bis 25 Jahren möglichst störungsfrei laufen. Hohe Wartungskosten lassen die Betriebskosten hingegen schnell ansteigen und schmälern dadurch die Erträge der Anlagenbetreiber.

„Um Windkraft in der Breite wettbewerbsfähig zu konventionellen Arten der Stromerzeugung zu machen, müssen Windkraftanlagen nicht nur aus ökologischer Sicht ein lohnendes Investment sein, sondern auch aus ökonomischer Sicht. Dabei kommt es auch auf jeden Cent an, den wir bei der Wartung einsparen können“, betont Mark Borkenhagen, Projektmanager bei Siemens Service Wind Power, dem weltweit führenden Hersteller von Windkraftanlagen.

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Ein wesentlicher Faktor sind dabei der Austausch und die Reparatur von einzelnen Komponenten. Ist eine Reparatur nötig, müssen die beschädigten Teile der Anlagen normalerweise per Schwerlasttransport zu Werkstätten gebracht werden, die oft weit entfernt von den jeweiligen Windparkstandorten liegen. Zuvor muss jeder Schwerlasttransport bei der jeweiligen Gemeinde angemeldet werden und darf zudem nur nachts stattfinden. Die Windkraftanlagen stehen so lange still, bis die erneuerten Teile wieder zurückgeliefert werden – und jede Stunde Stillstand verursacht finanzielle Verluste.

Wartungskosten minimieren, Schwerlasttransporte umgehen

Siemens Service Wind Power suchte deshalb nach einer Alternative – und kam auf eine Idee: eine Leichtbauhalle für Reparaturen direkt vor Ort in den Windparks, um die teuren und zeitraubenden Schwertransporte zu vermeiden. Die neue Lösung sollte europaweit einsatzfähig sein, das heißt, die Halle musste schnell auf- und abbaubar sein, um je nach Bedarf von Windpark zu Windpark rotieren zu können.

Weitere Voraussetzungen waren, dass die Halle extremen Windlasten standhalten kann und gleichzeitig groß genug ist, um die teils riesigen Turbinenteile und das Reparaturequipment zu beherbergen. Denn die Generatoren einer Windkraftanlage haben nicht selten einen Durchmesser von über 4 m, sind 3 m hoch und wiegen rund 80 t. Borkenhagen präzisiert: „Solche Dimensionen finden in keiner Standard-Leichtbauhalle Platz, das erforderte eine spezielle Lösung.“

Als Partner für diese Lösung entschied man sich für die Firma Herchenbach Industrie-Zeltebau, einen Hersteller von Leichtbau- und Stahlhallen für Industrie, Handel und Gewerbe. Das Ergebnis dieser Zusammenarbeit: eine Leichtbauhalle mit einer Breite von 10 m, einer Länge von 15 m sowie einer Traufhöhe (Seitenhöhe) von 6,40 m.

Die größte Herausforderung bei der Konstruktion war die Frage, wie die Windturbinenteile in die Halle gelangen würden, da sie aufgrund ihrer Massivität nicht durch die Seitenwände einer Leichtbauhalle passten. Die ursprüngliche Idee war es, die Halle für jede Reparatur um die Generatoren herum aufzubauen. „Das wäre allerdings zeitaufwendig gewesen und hätte die Stillstandszeiten wieder unnötig verlängert“, erklärt Mark Borkenhagen. Darüber hinaus sei die Komplexität und Schadenanfälligkeit einer Hallenmontage um eine so große Hauptkomponente herum ein Risiko.

Reparaturteile kommen durch das Hallendach

Daher entwickelte Herchenbach eine Hallensonderlösung, bestehend aus einem korrosionsbeständigen Aluminiumgerüst und einer Kombination aus qualitativ hochwertigen PVC-Industrieplanen im Dach sowie Wänden aus Trapezblech und Plane. Diese Kombination ermöglicht eine Teilöffnung des Hallendachs. Das heißt: Die Reparaturteile können mithilfe eines sich ohnehin vor Ort befindlichen Krans durch die Dachöffnung in die Halle transportiert werden.

Dafür wird ein Teil der Dachplane aus dem Aluminiumgerüst herausgezogen. Das ist ohne großen Kraftaufwand per Hand durch drei bis vier Mitarbeiter möglich. Allerdings mussten die Statik des Hallengerüsts dafür besonders präzise konstruiert sein und die Stützvorrichtungen exakt geplant werden. Denn auch wenn die Dachplane temporär entfernt wird, muss die Halle trotz starker Windlasten stabil stehen. „Deshalb haben wir an den seitlichen Mittelteilen der Halle, da wo die Dachplane herausgezogen wird, robuste Stahltrapezblech-Wände und weitere Aussteifungen eingebaut. Diese verstärken den Stand und sind für hohe Belastungen ideal geeignet“, erläutert Tobias Raeber, Geschäftsführer von Herchenbach.

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Der Aufbau der Halle ist ohne Fundament auf fast allen Flächen möglich. Gerade in Windparks, wo oft nur einfache verdichtete Schotterflächen oder kleinere Asphaltparkplatzflächen vorhanden sind, ist das ein entscheidender Faktor. Möglich wird dies durch das vergleichsweise leichte Aluminiumgerüst (im Gegensatz zu Stahl) und eine spezielle Verankerung im Boden: In regelmäßigen Abständen werden während der Hallenmontage jeweils neun Erdnägel in Stahlankerplatten bis zu 1,30 Meter tief im Boden fixiert.

Europaweiter Einsatz

Die neue Leichtbauhalle eignet sich dank einer modularen Bauweise optimal für den temporären Einsatz an verschiedenen Standorten. Alle Teile werden zusammengeschraubt oder zusammengesteckt und nichts wird dauerhaft geschweißt. „Somit können die Hallen jederzeit schnell abgebaut und an anderen Standorten wieder aufgebaut werden“, erklärt Raeber. Zudem würden dabei kaum Ersatzteile gebraucht.

Dieses Vorgehen hat sich in der Praxis bereits bewährt: Die Leichtbauhalle wurde im Herbst 2015 erstmals in Nordfrankreich in der Region Picardie innerhalb von 24 Stunden aufgebaut. Nach vier Reparaturen erfolgte der Abbau. Dann wurde die Halle bis zu ihrem nächsten Einsatz eingelagert. Dieser erfolgte im Januar 2016 im dänischen Tinglev. „Auch hier verlief der Aufbau problemlos“, berichtet Mark Borkenhagen. Die Halle wird in Dänemark stehen bleiben, bis sich der nächste Bedarf an einem weiteren Standort ergibt. „Damit ist unser Ziel erreicht, dass die neue Leichtbauhalle europaweit zu den verschiedenen Windparks rotiert. Und das funktioniert tatsächlich ohne viel Zeitaufwand und kostet uns einen Bruchteil im Vergleich zu der bisherigen Methode per Schwertransport“, so Borkenhagen.

* Laura Wilms ist freie Fachjournalistin für Industriethemen und Beraterin für Unternehmen aus Köln. Weitere Informationen: Siemens AG, 91058 Erlangen, Tel. (01 80) 5 24 70 00, support.energy@siemens.com, Herchenbach Industrie-Zeltebau GmbH, 53773 Hennef, Tel. (0 22 42) 96 99 60, zelte@herchenbach.de

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