Hikvision hilft dem Chaka-Windpark in Qinghai, Probleme bei der Wartung zu reduzieren

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Wind ist eine kostenlose und unbegrenzt verfügbare Ressource, die Energie für die wachsende Nachfrage nach sauberer Energie aus erneuerbaren Quellen liefern kann. An Küsten, auf Inseln, auf Grünland, in Bergregionen und auf Hochebenen, wo es an Wasser, Treibstoff und bequemen Transportmöglichkeiten mangelt, kann Windenergie eine Lösung zur Bewältigung der lokalen Herausforderungen darstellen.

Der Chaka-Windpark befindet sich in der Wüste Gobi in der Provinz Qinghai in China. In einer Höhe von 3.200 Metern verfügt Qinghai über reichlich Windenergie. Seit der Inbetriebnahme im Dezember 2012 haben die Windkraftanlagen dort 99 MW Strom erzeugt, wobei die durchschnittliche jährliche Stromerzeugung bei ca. 184 Mio. kWh liegt und die durchschnittlichen jährliche Auslastungsdauer nur 1.850 Stunden beträgt.

Jedoch herrschen auf der Hochebene das ganze Jahr über böige Winde, und in strengen Wintern fällt die Temperatur oft unter minus 30 °C! Für die Mitarbeiter des Windparks besteht bei diesen Temperaturen und dem beißend kalten Wind eine hohe Gefahr zu erfrieren, und das raue Wetter erschwert den Betrieb und die Wartung der Anlagen extrem.

Die Herausforderungen Grueling operating environment and high human costs

Der Antriebsstrang einer Windkraftanlage besteht aus Rotorblättern, einer Nabe, einer Hauptwelle, einem Getriebe und einer Kupplung. Seine Hauptfunktion ist die Umwandlung der kinetischen Windenergie in mechanische Rotationsenergie und schließlich in elektrische Energie. Windturbinen sind die wichtigsten Komponenten bei der Stromerzeugung aus Windkraft und müssen regelmäßig gewartet werden.

Gegenwärtig erfolgt die Wartung hauptsächlich durch Personal vor Ort, das die Türme besteigt, um Geräteausfälle zu überprüfen und zu prognostizieren. Die Schwierigkeit liegt jedoch darin, dass sich die meisten Windparks in abgelegenen Gebieten befinden. Wenn sie ausschließlich händisch gewartet werden, sind die Kosten so hoch, dass der gesamte Betrieb unter Umständen nicht mehr wirtschaftlich ist.

Im Chaka-Windpark stehen auf einer Fläche von 38.000 Quadratmetern 62 Windräder. Diese große Fläche stellt eine erhebliche Herausforderung für das Wartungspersonal dar, das viel Zeit für den Transport und die Logistik zwischen den Türmen benötigt. Laut Wartungsplan müssen die Arbeiter außerdem einmal im Monat jedes der 80 Meter hohen Windräder für Routineinspektionen besteigen.

Lösungen Intelligent monitoring and remote dialogue

Als Lösung für diese Herausforderungen hat Hikvision eine Reihe von intelligenten Betriebs- und Wartungssystemen für den Chaka-Windpark geliefert, darunter intelligente Geräte zur visuellen Inspektion, für das Personalsicherheitsmanagement und für die Echtzeitkommunikation, und einen 24 Stunden täglich verfügbaren "Smart Examiner“ für den Windpark bereitgestellt.

Zunächst werden für die Hauptkomponenten der Windkraftanlage Wärmebildkameras zur Temperaturüberwachung in der Gondel eingesetzt. Auf diese Weise können Anlagendefekte sofort erkannt und das Personal automatisch alarmiert werden, wenn ungewöhnliche Bedingungen (z. B. Überhitzung) festgestellt werden.

Da die Windräder in der weiten Wüste Gobi stehen, können instabile Kommunikationsverbindungen dazu führen, dass sich das Betriebspersonal abgeschnitten fühlt. Um diesem Problem abzuhelfen, ermöglicht eine Ein-Tasten-Alarm-Sprechanlage von Hikvision am Fuß des Windrads die Kommunikation mit der Leitwarte. Techniker in der Zentrale können das Personal vor Ort bei Wartungsarbeiten aus der Ferne unterstützen und bei Diagnosen und Reparaturen behilflich sein.

Schließlich erweitern Panorama- und Wärmebildkameras sowie andere Geräte die visuellen Möglichkeiten der Leitwarte enorm. Das Personal kann jederzeit die Situation und verschiedene Parameter der Windräder überwachen. Wird eine Abweichung festgestellt, kann es sofort vom System gewarnt werden und spezifische Probleme identifizieren.

Benefits: More visual management capabilities and fewer climbs

„Ursprünglich musste jede Windturbine einmal im Monat von Mitarbeitern inspiziert werden; das Besteigen der Türme war schwierig und das Risiko hoch. Nach der Installation des intelligenten Betriebs- und Wartungssystems können die Anlagen im Maschinenraum jedes Turms täglich über das Videosystem inspiziert werden. Jetzt muss jede Windturbine nur noch alle drei Monate besucht werden, und die Anzahl der Turmbesteigungen wurde um über 60 % reduziert“, sagt Sun, technischer Betriebsingenieur im Chaka-Windpark.

„Noch wichtiger ist, dass die Probleme, die früher nur von Personal vor Ort entdeckt werden konnten, jetzt vom intelligenten Betriebs- und Wartungssystem erkannt werden können – sogar proaktive und Frühwarnungen vor ungewöhnlichen Problemen sind möglich. Das ist eine große Hilfe bei Betrieb und Wartung unserer gesamten Anlagen.“