Mit Edge Computing Turbinen intelligent machen | Envirotec

Mit Edge Computing Turbinen intelligent machen | Envirotec

Zeitstempel: 18. Oktober 2023, 9:41 Uhr
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Unabhängig von der Größe des Windparks können Betreiber Turbinen mit einer kleinen Änderung in intelligente Maschinen verwandeln, wie Greg Hookings, Direktor (Digital Industries), Stratus Technologieserklärt.

Das Bestreben, bis 2050 den Netto-Nullpunkt zu erreichen, treibt die Einführung sauberer und erneuerbarer Energietechnologien voran, wobei die Windenergie ein Bereich ist, der erheblich gewachsen ist. Im Jahr 2022 stieg die Windstromerzeugung um rekordverdächtige 14 % (265 Terawattstunden) und lag damit nach der Solarenergie an zweiter Stelle. Schätzungen zufolge muss das jährliche Wachstum im Jahr 17 7400 % bzw. 2030 TWh Windstromerzeugung erreichen, um das Ziel für 2050 zu erreichen. Das mag zwar eine große Herausforderung sein, aber Großbritannien macht große Fortschritte als einer der besten Standorte der Welt für Windkraftanlagen. Bei über 11,000 Windturbinen im Vereinigten Königreich, die ungefähr zu 80 % an Land und zu 20 % auf Offshore-Anlagen verteilt sind, besteht die Herausforderung nun darin, sicherzustellen, dass jede Turbine mit optimaler Kapazität Strom erzeugt.

Aufdrehen
Was sind also die Herausforderungen beim Betrieb eines Windparks? Der Argumentation halber gehen wir davon aus, dass alle ersten Herausforderungen gelöst, der Standort gesichert und alle örtlichen Wildtiervorschriften eingehalten wurden. Der Betreiber hat seine Turbine (oder Turbinen) in Betrieb und möchte Energie auf möglichst effiziente Weise erzeugen.

Erstens muss die von ihnen erzeugte Energie mit anderen kostengünstigen Energielösungen konkurrieren. Es bleibt dabei, dass neue Kraftwerke mit fossilen Brennstoffen Energie zu einem günstigeren Preis produzieren können. Zweitens ist die von Windparks erzeugte Energie von den Wetterbedingungen abhängig. Zu wenig oder sogar zu viel Wind kann die Produktion verlangsamen. Schließlich liegt es in der Natur von Windparks, dass sie sich häufig an abgelegenen Standorten befinden, weit entfernt von jeglicher IT- und technischer Unterstützung, die im Falle eines Problems erforderlich sein könnte. Dies wiederum begrenzt die Energiemenge, die ein Windpark produzieren kann. Die Kombination dieser drei Themen kann ein düsteres Bild zeichnen, aber es ist nicht die ganze Geschichte. Die Technologie der nächsten Generation, Edge Computing, bietet erhebliche Hilfe bei der Bewältigung aller drei Herausforderungen und wirkt sich sowohl auf die Inbetriebnahme neuer als auch auf bereits in Betrieb befindliche Turbinen positiv aus. Eine solche Hilfe könnte zu keinem besseren Zeitpunkt kommen.

Der Rand der Energieerzeugung
Obwohl es sich um eine relativ neue Technologie handelt, muss die Windenergieerzeugung modernisiert werden, um mit der Digitalisierung Schritt zu halten. Viele Unternehmen und sogar Energieunternehmen, die Windkraft erfolgreich einsetzen könnten, zögern, bis sie den Punkt erreicht, an dem sie die günstigste Option ist. Dieser Ansatz berücksichtigt jedoch nicht die Geschwindigkeit der Effizienzverbesserungen. Tatsächlich ist es jetzt an der Zeit, in Windkraft zu investieren, da der Einsatz intelligenter Technologien wie Edge Computing die Kapitalrendite schnell verändert.

Mit Edge Computing können Betreiber problemlos nachträglich relativ kostengünstige IoT-Sensoren zu einzelnen oder mehreren Turbinenanlagen hinzufügen, um die Fähigkeit zur Datenerfassung auf einen modernen Standard zu bringen. Traditionell wurden diese Daten je nach Größe der Farm stapelweise an das Rechenzentrum oder die Cloud gesendet. Diese Datenübertragung erhöht die Latenz, was bedeutet, dass die Betreiber bereits im Rückstand sind, wenn ein Problem gemeldet wird. Hinzu kommt, dass Windparks sehr abgelegen sind und die Betreiber erst spät auf Wartungsprobleme reagieren und dann noch länger auf die Unterstützung warten, während die Turbine überhaupt keine Energie produziert. Fügen Sie Edge Computing hinzu, bedeutet dies, dass der Betreiber jetzt Echtzeitzugriff auf Daten zum Anlagenzustand hat und in der Lage ist, selbst die kleinsten Fehlfunktionen von Komponenten zu beheben, bevor sie sich auf die Energieproduktion auswirken.

Fernbedienung
Indem die Rechenleistung auf die Turbine selbst verlagert wird, können Betreiber die Anforderungen von Remote-Operationen erfüllen. Onshore- und insbesondere Offshore-Windparks befinden sich oft in Gebieten mit schwachem Signal, was zu noch mehr Latenz und Verzögerungen führt, als es beim Zugriff auf Cloud-basierte Computing-Ressourcen ohnehin schon der Fall ist. Mit Edge Computing können Betreiber unabhängig von ihrem Standort auf kleinste Probleme reagieren, bevor diese zu Ausfallzeiten und in manchen Fällen zu Struktureinstürzen führen.

Die von der Turbine erzeugten Daten können auf verschiedene Weise einen Mehrwert liefern. Erstens kann der Betreiber Zeit und Geld bei teuren Einsätzen und Reparaturen sparen, indem er in Echtzeit auf Probleme reagiert. Die Wartung stellt für Windparkbetreiber einen erheblichen Kostenfaktor dar, dessen Reduzierung sich unmittelbar positiv auf das Endergebnis auswirkt. Zweitens können bei Windparkbetreibern, die mehrere Turbinen und sogar mehrere Standorte verwalten, die von einer Turbine erzeugten Daten zur Verwaltung anderer Turbinen und zur Reproduktion der optimalen Leistung mehrerer Turbinen verwendet werden. Beim Hinzufügen einer neuen Turbine oder eines neuen Parks verfügen Unternehmen über die Informationen, die sie benötigen, um fundierte Entscheidungen auf der Grundlage realer Realitäten zu treffen in-situ Daten. Ein sekundärer Mehrwert besteht darin, dass diese Daten auch über die Lieferkette bis zum Turbinenhersteller gelangen und so in die Produktion immer effizienterer Turbinen einfließen können.

Edge Computing spart außerdem kostspielige Cloud- oder Rechenzentrumsressourcen. Der Betrieb von Windparks ist bekanntermaßen kostspielig, daher sind OPEX-Reduzierungen immer willkommen.

Die Kombination von Windkraftanlagen und Edge Computing bietet eine einfache Möglichkeit, mehrere der Herausforderungen zu bewältigen, die mit dem Betrieb eines Windparks einhergehen. Unternehmen, die in der Windenergie vorankommen, verdienen es, mit einer effizienten Produktion belohnt zu werden und nicht ständig mit komplexen Systemen und steigenden Betriebskosten zu kämpfen. Edge Computing ermöglicht es Windkraftanlagenbetreibern, sowohl ihre Investitionen als auch die Energieproduktion zu maximieren. Wenn diese Technologie auf Windkraftanlagen im ganzen Land angewendet wird, wird dies ein weiterer bedeutender Schritt in Richtung Netto-Null bis 2050 sein.

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