Die Wirtschaftlichkeit der Windenergie hängt letztlich von den Kosten pro Megawattstunde ab, und seit zwei Jahrzehnten sind größere Anlagen der einzige zuverlässige Weg, diese zu senken. Jedes Megawatt Nennleistung macht die Technik schwieriger, nicht einfacher: alle paar Jahre eine grundlegend neue Anlage, die zertifiziert, über öffentliche Straßen zum Standort transportiert und noch lange nach dem Ausscheiden des Konstruktionsteams betriebsfähig gehalten werden muss – während der Preis weiter sinkt. Die Auslastung steigt bei jedem neuen Anlagenprogramm sprunghaft an und bricht dazwischen ein, sodass sie personell nicht abgedeckt werden kann. Eine Verteilung auf verschiedene Anbieter fixiert den Personalbedarf und verursacht ein noch größeres Problem: Bei jedem Übergang geht die Konstruktionsabsicht verloren, und niemand ist für die Schnittstellen verantwortlich, an denen Rotorblatt, Turm, Umrichter und Anlage aufeinandertreffen.

Der Kunde, ein globaler Windkraftanlagenhersteller, benötigte einen Partner, der den Projektumfang vollständig übernehmen und das Konstruktionswissen über mehrere Turbinen-Generationen hinweg weitergeben konnte – und nicht nur Kapazitäten bereitstellte.

Lesen Sie die vollständige Fallstudie – jederzeit und überall

Fallstudie herunterladen

Warum es schwer war

Die Größe wirkt sich nachteilig auf die Konstruktion aus. Bei einem Rotor mit konstanter Spitzengeschwindigkeit und konstanter überstrichener Fläche steigen die Leistung mit dem Quadrat des Durchmessers, während Masse und Momente mit der dritten Potenz des Durchmessers zunehmen. Die aerodynamische Belastung bleibt konstant; die durch die Schwerkraft verursachte Belastung steigt linear mit der Größe. Jede Generation ist keine einfach skalierte Kopie – das Gewicht muss durch Materialauswahl, Lastkontrolle oder ein anderes Strukturkonzept wieder eingespart werden.

Das Zertifikat schränkt die Konstruktion ein. Bei der Typenzertifizierung werden die Konstruktionsgrundlage, die nach IEC 61400-1 durchgeführten Belastungssimulationen, die Komponenten und die Fertigung als ein Ganzes bewertet, und zwar durch eine unabhängige Zertifizierungsstelle wie DNV. Wird eine Komponente geändert, wird das Verfahren neu aufgerollt.

Modularität vervielfacht die Schnittstellen. Eine auf dem Papier geänderte Komponente wirkt sich auf Lastfälle, Steuerungssoftware, Werkzeuge, Wartungsdokumentation und die Stückliste jeder Konfiguration aus, in der sie zum Einsatz kommt. Ohne strenge Schnittstellenkontrolle und saubere Stammdaten explodiert die Variantenanzahl, und die Wirtschaftlichkeit der Plattform kehrt sich um.

Vor Ort lässt sich nichts feststellen. Die Netzqualität und die Störungsüberbrückung werden gemäß IEC 61400-21-1 gemessen, bevor ein Netzbetreiber eine Anlage abnimmt; daher muss das elektrische Verhalten auf einem Prüfstand nachweisbar sein. Transport- und Hebevorrichtungen müssen vor dem ersten Hub validiert werden.

Das Schwierige daran war, alle vier Aspekte gleichzeitig im Blick zu behalten – Generation für Generation –, ohne dabei das zu verlieren, was uns die letzte Generation gelehrt hatte.

Wie das Absehen verdient wurde

2007–10

Anbieter mit engem Tätigkeitsbereich

Zulassung durch Sicherheitsrisikobewertung und Validierung spezieller Transportvorrichtungen.

2011–14

Forschungspartner

Die integrierten Programme für Content-Management und FEA werden gestartet.

2015–18

Anbieter von Ingenieurdienstleistungen

Ein eigens für diesen Kunden zusammengestelltes Projektteam wurde gebildet. Die Digitalisierung der Windkraftanlagendaten beginnt.

2019–22

Designpartner aus einer Hand

Einziger Anbieter für die Detailkonstruktion. CAPEX-Partner bei einer Konverter-Testanlage. Fünf Patente angemeldet.

ab 2023

Wertschöpfender Partner

Partner für die Umsetzung digitaler Programme. F&E-Pool für eingebettete Systeme und Steuerungssysteme. Globale Testdienstleistungen als Managed Service.

Was LTTS entwickelt hat

Eine fast zwei Jahrzehnte währende Partnerschaft ohne Übergabe. LTTS hat auf beiden Seiten des Verbindungspunkts – der Maschine und der Anlage, in der sie steht – die Verantwortung übernommen.

In den Programmen des Kunden integriert

Die Anlage. Ein einziger Anbieter für die Ausführungsplanung – die Planungsarbeiten selbst, nicht die Unterstützung bei der Überprüfung.

Das Kraftwerk. Planung der Balance-of-Plant-Anlagen und der EHV-Bündelungsumspannstation für ein 200-MW-Kraftwerk: Netzintegration und Lastflussberechnungen, Blitzschutz und Fundamenterdung, Kraftwerksautomatisierung, SCADA und Cybersicherheit sowie Software zur Kraftwerksüberwachung – vollständige Verantwortung vom Entwurf bis zur Inbetriebnahme.

Simulation und Daten. Integriertes Content-Management, FEA und Digitalisierung von Windkraftanlagendaten, sodass Simulation, Konstruktion und Konfiguration in einem kontrollierten Kreislauf statt in getrennten Silos ablaufen.

Embedded-Systeme, Steuerungstechnik und Digitalisierung. Ein dedizierter F&E-Pool für Embedded-Systeme und Steuerungstechnik sowie die Umsetzung des Digitalisierungsprogramms des Kunden.

Prüfung. Weltweite Prüfdienstleistungen als Managed Service, durchgeführt in einer Umrichter-Prüfanlage, an der LTTS als CAPEX-Investor beteiligt ist.

Die dahinterstehende Portfolio-Kompetenz

Verantwortung für das Design von Rotorblättern, Turm und Gondel; Stützkonstruktionen, Turminnenausbau und Fundamente; Kraftübertragung und Stromumwandlung; sowie Transportvorrichtungen, digitale Fabrik, kundenspezifische Fertigung auf PLM-Basis sowie Service, Veralterung und Stammdaten.

Fachkompetenz: Über 800 Mannjahre Erfahrung in der Windkraftbranche; mehr als 10 Patente, davon sechs im Bereich Windkraftanlagen und Werkzeuge; V&V-, HIL/SIL- und EMI/EMC-Prüfkapazitäten; Lebenszyklus-Dienstleistungen für Anlagen von 1,5 MW bis 15 MW.

Ergebnisse

Was wurde erreicht?

Vom Lieferanten zum Designpartner aus einer Hand

Warum es glaubwürdig ist – der technische Aspekt

Die Vergabe der detaillierten Planung an einen einzigen Anbieter konzentriert das Risiko. Führende globale Windkraftanlagenhersteller tun dies nur, wenn sich der Anbieter bereits bewährt hat.