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composite consult GmbH
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ARGOS - Automatic Rotor blade Ground-based Observation System

Der ARGOS, die Messplattform für eine zukunftsfähige Inspektion im Sinne von Industrie 4.0

Mit der Erteilung einer Baugenehmigung für eine Windenergieanlage (WEA) wird auch die regelmäßige Überprüfung dieser fällig. In der Regel alle zwei Jahre.
Für Rotorblätter ist mindestens eine „visuelle Inaugenscheinnahme“ vorgeschrieben und die Überprüfung des Blitzschutzsystems. Auch schlägt der Zertifizierer (meist DNV-GL) vor, Schäden zu dokumentieren und Auffälligkeiten „abzuklopfen“.
Insbesondere durch den Wandel des „Betreibermodells“, weg von Einzelpersonen oder kleinen Kommanditgesellschaften zu Energieversorgern (EVU`s) und international agierenden Betreibergesellschaften, hat sich in den letzten zehn Jahren eine große Nachfrage nach qualitativ hochwertigen Inspektionsmöglichkeiten entwickelt.
Mehrere dutzend Unternehmen, allein in Deutschland vom „Zwei-Mann-Unternehmen“ bis hin zu international agierenden Unternehmen mit deutlich mehr als 100 Mitarbeitern, teilen sich den Markt auf. Bei allen Unternehmen ist die Vorgehensweise bei der Inspektion von Rotorblättern nahezu gleich.
Der Fokus liegt auf der Höhentauglichkeit des Personals, da die „Zugänglichkeit“ über Seilkletterer, eine selbstfahrende Bühne oder über einen kranunterstützten Mannkorb erfolgt.

Die Qualifikation im Bereich glasfaserverstärkter Kunststoffe (GFK) oder kohlefaserverstärkter Kunststoffe (CFK) ist zweitrangig. Die Mitarbeiter arbeiten sich Meter für Meter vom Maschinenhaus Richtung Rotorblattspitze. Bei einer 3-Megawatt-Anlage ist das Rotorblatt immerhin 60 Meter lang und umfasst über 300 Quadratmeter. Für eine solche, rein visuelle Inspektion mit Fotos bei lokalen Beanstandungen benötigt ein Drei-Mann-Team (Zwei Mann am Seil, einer zur Sicherung) durchschnittlich zwei Arbeitstage à acht Stunden. Das heißt ein Mitarbeiter inspiziert durchschnittlich ca. 25 Quadratmeter pro Stunde. Hinzu kommen Zeiten für die Zusammenstellung der Untersuchungsergebnisse.

Allen zurzeit geläufigen Methoden ist gemein, dass diese nur eine partielle und lokale Inspektion am Rotorblatt ermöglichen und die Untersuchungsergebnisse händisch zusammengetragen und ausgewertet werden müssen. Eine Automatisierung ist durch die unterschiedlichen Positionen bei der lokalen Inspektion und den nicht synchronisierten Rohdaten nicht möglich.

Trotz gestiegener Qualitätssicherungen bei den Herstellern ist es in den letzten Jahren immer wieder zu Rotorblattabbrüchen gekommen. Alle Hersteller haben deshalb ein starkes Interesse an ganzheitlicher und übergreifender Inspektion, um Serienschäden ausschließen zu können und um Drittlieferanten besser überprüfen zu können.

Mehre Unternehmen nutzen Drohnen oder spezielle, der Astrophysik entliehene, Fernrohre um zumindest optisch ganzheitliche „Rohdaten“ für eine Bewertung des Rotorblattes zu bekommen. Letztlich können aber Schäden, die die strukturelle Unversehrtheit betreffen, meist nicht gefunden werden.

Unser ARGOS sammelt vor Ort die „Rohdaten“ mit verschiedener Messtechnik. Die notwendigen Auswertungen werden anschließend durch geschultes Fachpersonal (Ingenieure) im Backoffice durchgeführt und sollen in Zukunft durch eine künstliche Intelligenz (KI) unterstützt werden. Dies ist nur durch die Gleichförmigkeit der Rohdaten möglich.

Für den Kunden schaffen wir mit einer solchen Methode die einzigartige Möglichkeit, einen „digitalen Fingerabdruck“ für seine Rotorblätter zu bekommen. Die Werterhaltung, die Versicherbarkeit und die Risikominimierung für den Betreiber wird gestärkt.

ARGOS kann heute alle gängigen und auch zukünftigen Messtechniken adaptiv aufnehmen und ist somit in Zukunft die Basis für die sichere ganzheitliche Inspektion von Rotorblättern. Dadurch, dass die Messplattform in Europa und auch in den USA patentrechtlich geschützt ist, wird es in den nächsten Jahren keinen nennenswerten Wettbewerb gegenüber diesem System geben.

Kurz: Mit ARGOS haben wir ein weltweit patentiertes System zur automatisierten Inspektion von Rotorblättern entwickelt. Digitalisierte Messdaten fügen wir zu einer ganzheitlichen Datenbank zusammen und können mit unserem mobilen Condition Monitoring System (CMS) frühzeitig Strukturschäden an Rotorblättern erkennen und dokumentieren.

Neben dem Einsatz von hochauflösenden Kameras zur vollständigen visuellen Erfassung der Oberfläche und der 3D-Vermessung der Blattgeometrie setzen wir auf aktive Infrarot-Thermografie und Ultraschall-Technik, um Faserverbundkunststoffe zerstörungsfrei zu prüfen. Ein Komplettsystem, flexibel eingesetzt, ermöglicht kurze Montagezeiten und ein außergewöhnliches Prüfverfahren für das gesamt Blatt.

Auswertung und Speicherung

  • Revisionssichere Speicherung
  • Datenauswertung
  • Erstellung von Prüfberichten und Gutachten
  • Langzeitverfolgung der Messergebnisse

Bodengestützte Datenerfassung

  • Digitalfotos
  • 3D-Daten
  • Infrarotbilder
  • Ultraschallscans

Im Vergleich zu herkömmlichen Inspektionsmethoden wie Arbeiten vom Seil, der Arbeitsbühne und innovativeren Methoden wie einer Drohneninspektion hat ARGOS folgende Vorteile:

  • Ganzheitliche Betrachtung des Blattes, nicht nur lokal, wie bei konventionellen Inspektionsmethoden, die einen umfangreichen Datenpool erzeugt.
  • Die Inspektionsergebnisse lassen sich objektiv und mit gleicher Qualität beliebig wiederholen und erzeugen so den digitalen Fingerabdruck (3D) eines Rotorblattes mit zeitlicher Abhängigkeit.
  • Eine KI erfasst automatisch vordefinierte Fehler und markiert die betroffenen Stellen am Rotorblatt.
  • Mit herkömmlichen Inspektionsmethoden ist maximal eine Anlage pro Tag realistisch, mit der Verfahrgeschwindigkeit von ARGOS von 10 m/min sind zwei Anlagen je Tag machbar.
  • Mit zwei Personen ist die Bedienung von ARGOS äußerst personalsparend. Das Bedienpersonal ist keinerlei Gefahrensituationen ausgesetzt, die durch Seilzugangstechnik oder Arbeitsbühnen entstehen.

Vergleich mit konventionellen Inspektionsmethoden z. Bsp. 3 MW Anlage (100 Meter Naben-Durchmesser)

 ArbeitstechnikBühneDrohneARGOS
Stillstandzeit WEA10-15 h8-10 h1 h2-3 h
Prüfung WEA pro Tagmax. 1 Anlagemax. 1 Anlage3-4 Anlagen1-2 Anlagen
Risiko für den Technikersehr hochhochkeinskeins
Detailierungsgradmittelmittelgeringhoch
Wiederholgenauigkeitgeringgeringgeringhoch
Datenaufbereitungsaufwandsehr hochhochmittelgering

TechnologieAbseiltechnikBühneDrohneARGOS
Visuelle Inspektion++++
Klopftest++--
Digitale Fotographie++++
3D-Bild---+
3D Scan/-Vermessung---+
Ultraschalllokallokal-global
Infrarot, passivlokallokal+global
Infrarot, aktiv-lokal-global
CT/Röntgen---2021/2022
Prüfung gemäß DNVGL-ST-0376++-+
DatenerfassungmanuellmanuellSQL-ServerSQL-Server

 

Unsere Geschäftsmodelle

  • Wir messen für Sie, werten die Daten aus und Sie bekommen aussagekräftige Ergebnisse.
  • Darüber hinaus können Sie den ARGOS leasen und ihn selbst betreiben.
  • Backoffice: Sie übernehmen die Messarbeiten mit einem gekauften oder geleasten ARGOS, geben uns die Rohdaten und wir werten diese für Sie aus.
  • Wir verkaufen unseren Kunden gern das Gesamtpaket. Soll heißen, wir liefern die Rahmenkonstruktion, die Messtechnik, eine Einweisung zur Bedienung des ARGOS, die Auswerte-Software und eine Einweisung in die Software.