Die 'Digital Twin' Evolution für Offshore-Wind

(Foto: Bureau Veritas)

Der Test-, Inspektions- und Zertifizierungsdienstleister Bureau Veritas sagte, dass er eine Partnerschaft mit dem Offshore ORE Catapult eingegangen ist, um gemeinsam einen Veristar AIM 3D "Digital Twin" der ORE Catapult 7 MW Offshore-Wind-Demonstrationsturbine in Fife, Schottland, zu entwickeln.

Sogenannte Digital Twins können den Betrieb und die Wartung von Offshore-Windparks verbessern, indem sie reale Betriebsdaten von Anlagen mit numerischen Modellen kombinieren, um das Verständnis zu verbessern und einen risikobasierten Ansatz für Instandhaltungsmaßnahmen zu ermöglichen, wodurch ungeplante Aktivitäten reduziert und die Gesundheit und Sicherheit verbessert werden Kosten senken.

Der Betrieb und die Wartung von Offshore-Windparkanlagen machen rund 40 Prozent der gesamten nicht diskontierten CAPEX- und OPEX-Kosten aus. Die Kosten für einen ungeplanten Ausfall, der zu einem Verlust von Erzeugungseinnahmen, Gehältern von Wartungspersonal und der Charter von Schiffen führt, können bis zu 10.000 Pfund pro Turbine, Tag oder sogar höher betragen.

Das ultimative Ziel von Windparkbetreibern ist es, ungeplante Ausfallzeiten auf Null zu reduzieren und gleichzeitig geplante Wartungsinspektionen auf ein absolutes Minimum zu reduzieren, da jede invasive Inspektion das Risiko birgt, unbeabsichtigt weitere Probleme für das Asset einzuführen.

Daten, die von Echtzeit-Zustandsüberwachungssystemen zusammen mit manuellen Inspektionsdaten erfasst werden, bieten einen vollständigen Lebenszyklus der Anlagenperformance im Laufe der Zeit und ermöglichen die Entwicklung eines risikobasierten und zuverlässigkeitsorientierten Instandhaltungsansatzes, der die Sicherheit erhöht und gleichzeitig die Gesamtwartung reduziert Kosten.

Als die Bureau Veritas Marine und Offshore Division die nächste Generation ihrer Veristar Asset Integrity Management Software entwickeln wollte, entschied sie sich für die Partnerschaft mit einem erstklassigen Anbieter von 3D-Modellierungs- und digitalen Twin-Lösungen und schloss eine exklusive Zusammenarbeit mit Dassault Systèmes ab im Jahr 2015 und kulminierend in der Einführung der Veristar AIM 3D Asset Integrity Management-Lösung im Jahr 2017.

Anfangs zielte Veristar AIM 3D auf traditionelle Marine- und Offshore-Öl- und -Gas-Anlagen, sowohl fest als auch schwimmend, aber es wurde schnell klar, dass diese Digital-Twin-Lösung auch für den maritimen Sektor der erneuerbaren Energien enorme Vorteile bringen könnte.

ORE Catapult arbeitet bereits mit einer Reihe von Partnern zusammen, um einen Digital Twin der Levenmouth Turbine zu entwickeln, der sich auf die Sammlung von Echtzeit-SCADA- und Zustandsüberwachungsdaten aus verschiedenen Systemen konzentriert. Die Kooperationsvereinbarung zwischen Bureau Veritas und ORE Catapult sieht die Schaffung eines kollaborativen, interaktiven digitalen Zwillings mit 2D-Diagrammen und 3D-Darstellungen der Windkraftanlage vor, in dem nachverarbeitete SCADA- und Zustandsüberwachungsdaten sowie manuell erfasste Inspektionsdaten bereitgestellt werden sollen zurück in eine einheitliche Datenbank der Turbine.

Die Zusammenarbeit wird sich damit befassen, wie diese Informationen dann präsentiert werden, dank der kollaborativen digitalen Zwillingseinheit, auf die intuitivste Art und Weise für den Betreiber, für eine datengesteuerte Entscheidungsfindung und ein umfassendes Verständnis des Anlagenzustands und der eingehenden Bedrohungen.

Ian Finch, Global Business Development Manager für Marine Renewable Energy, Bureau Veritas, sagte: "Durch den Einsatz von Veristar AIM 3D kann ORE Catapult von einem hochmodernen Asset-Integrity-Management-System profitieren, in dem alle Zeichnungen, Bedienungsanleitungen und Wartungsprozeduren können in die Datenbank aufgenommen und bei Bedarf während der gesamten Lebensdauer der Turbine aktualisiert werden. Wartungstechniker können über die zentrale Veristar AIM 3D-Datenbank sofort auf Daten über die Turbine zugreifen, einschließlich ihres aktuellen Zustands und ihrer Wartung. "

Chris Hill, Director Operational Performance bei ORE Catapult, kommentierte: "Mit zunehmender Reife der Offshore-Windindustrie und ihrer Asset-Basis ist die Fähigkeit der Windparkbetreiber, die zukünftige Leistung und Sicherheit ihrer Windparkanlagen genau zu überwachen und zu prognostizieren, von entscheidender Bedeutung . Der Digital Twin ermöglicht es, alle Informationen über den Zustand und die Leistung einer Turbinenflotte von den anfänglichen Startbedingungen bis zum Ende der Lebensdauer zu überwachen und aufzuzeichnen. Wenn alle diese Informationen in einer zentralen Datenbank zusammen mit einer vollständigen grafischen 3D-Darstellung der Anlagen gespeichert sind, kann der Betreiber kritische Entscheidungen über den Betrieb der Anlage treffen, insbesondere gegen Ende der vorhergesagten Lebensdauer. Es ermöglicht eine risikobasierte Inspektion und einen zuverlässigkeitsorientierten Ansatz für die Wartungsplanung und die Möglichkeit für eine zukünftige Verlängerung der Lebensdauer.

"Die Implementierung der Veristar AIM 3D Digital Twin-Plattform auf ORE Catapults Levenmouth Demonstration Turbine wird es ORE Catapult ermöglichen, die Best Practices von Digital Twin gemeinsam mit der Industrie zu entwickeln und zu teilen."