Ertragssteigerung und neue Servicekonzepte durch intelligente Lasterfassung am Getriebe. Dr. Andreas Vath Matthias Vittinghoff

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1 Ertragssteigerung und neue Servicekonzepte durch intelligente Lasterfassung am Getriebe Dr. Andreas Vath Matthias Vittinghoff

2 ZF Wind Power Agenda Unternehmensdaten, ZF Gruppe & ZF Wind Power Lasterfassung am Getriebe - Dynamic Load Monitoring Dynamic Load Monitoring Service Lösungen ZF Fertigung & Service Service Portfolio Austausch- & Reparaturmodelle für Getriebe

3 ZF Gruppe - Unternehmensdaten The ZF Gruppe ZF Group 2016 An Overview 2016 Umsatz 35,2 Milliarden Mitarbeiter (Ende 2016) Investitionen Forschung & Entwicklung 1,2 Milliarden 2 Milliarden

4 ZF Gruppe Car Powertrain Technology Car Chassis Technology Commercial Vehicle Technology Industrial Technology Off-Highway Systems Test Systems E-Mobility ZF Aftermarket Active & Passive Safety Technology Special Driveline Technology Marine Propulsion Systems Aviation Technology Industrial Drives Wind Power Technology

5 ZF Wind Power seit 2007 im Wind gegründet seit 1979 im Wind gegründet 1923 seit 1985 im Wind gegründet 1795 (Rexroth) Weltweit installierte Basis 100GW davon im 3 MW-Segment > 10,000 MW > Getriebe

6 ZF Wind Power Agenda Unternehmensdaten, ZF Gruppe & ZF Wind Power Lasterfassung am Getriebe - Dynamic Load Monitoring Dynamic Load Monitoring Service Lösungen ZF Fertigung & Service Service Portfolio Austausch- & Reparaturmodelle für Getriebe

7 Motivation für die intelligente Lasterfassung am Getriebe Aktuelle Situation Mit individueller Lasterfassung im Antriebsstrang Höherer Energieertrag ohne Risiko Hohe Windturbulenzen Nennleistung Belast. Nennleistung Belastung Nennleistung Nennleistung Belastung.... Nennleistung Belastung Zulässige Leistung Belastung Zulässige Leist. Belastung Zulässige Leist. Belastung Zulässige Belastung.... Zul. Leist. Belastung WEA 1 WEA 2 WEA WEA xx WEA 1 WEA 2 WEA WEA xx Risiko für Frühausfälle Eine nachweißlich geringere Belastung im Antriebsstrang bedeutet auch geringe Lasten für Blätter, Gondel, Turm, Fundament,.

8 Das Windgetriebe als Intelligentes Mechanisches System Sensor Netzwerk Körperschall Ölparameter Essentielle Betriebsparameter Drehmoment Drehzahl Temperatur Schmierung Datenauswertung und Kommunikation zu Turbinensteuerung (Echtzeit) Cloud: Predictive Maintenance DSL, LTE Cloud Service für die Bereitstellung der historischen Daten und Trends Automatische Erkennung von Unregelmäßigkeiten Lebensdauerberechnung Monitoring Informationen Vorteile für OEM und Betreiber Optimierung der Anlagenperformance Minimierung der Betriebskosten Reduzierung der Belastung und Verschleiß Zustandsabhängige Wartung Reduzierung der Stromgestehungskosten

9 Lasterfassung am Getriebe Messprinzip Bestimmung der Wellenpositionen auf ein paar µm genau Getriebeintegrierte Lösung Komplett geschützt und wartungsfrei Optimale Genauigkeit durch Kalibrierung auf dem Prüfstand Drehmoment = Verdrehung * Steifigkeit Nachrüstlösung auf bestehenden Anlagen Individuell Anpassung an bestehenden Antriebsstrang möglich Hohe Messgenauigkeit durch automatischen Kalibrierungsprozess Einfache Installation

10 Cloud Visualisierung Gearbox Load Status Gearbox Overview Gearbox Load Status Gearbox Configuration Full Load Hours Consumed Lifetime of Bearings Consumed Lifetime of Gears Consumed Lifetime Calculation Consumed Lifetime of Bearings Consumed Lifetime of Gears

11 Cloud Visualisierung der Lagerlebensdauer

12 Cloud Visualisierung Drive Train Performance Status Gearbox Overview Drive Train Characteristics Drive train Dynamics Gearbox Performance Status Torque, Speed and Power Analysis Drive Train Dynamics Torque Frequency Analysis Speed Frequency Analysis Torque Order Analysis Speed Order Analysis

13 Drive Train Performance Status mit hoher Dynamik Drehzahl Drehmoment Generatorleistung

14 Cloud Visualisierung Drive Train Performance Status Gearbox Gearbox Overview Overview Drive Train Charackterisics Drive train Dynamics Drive train Dynamics Gearbox Gearbox Performance Status Status Torque, Torque, Speed Speed and and Power Power Analysis Analysis Drive Train Dynamics Torque Frequency Analysis Speed Frequency Analysis Torque Order Analysis Speed Order Analysis

15 Drive Train Performance Status mit geringer Dynamik Drehzahl Drehmoment Generatorleistung

16 ZF Wind Power Agenda Unternehmensdaten, ZF Gruppe & ZF Wind Power Lasterfassung am Getriebe - Dynamic Load Monitoring Dynamic Load Monitoring Service Lösungen ZF Fertigung & Service Service Portfolio Austausch- & Reparaturmodelle für Getriebe

17 Optimierung auf Basis der Antriebsstrangdynamik Intelligentes Getriebe Lasterfassung Ölqualitä t Körperschall t Getriebe Performance Management Vorteile Ertragssteigerung auf Basis der real gemessenen Lasten im Antriebsstrang für jede individuelle Windenergieanlage Lasten messen! Lasten reduzieren! Schäden vermeiden Optimierung der Wartungs- und Instandhaltungskosten durch bedarfsgerechte Wartungszyklen

18 Performance und Service Optimierung auf Basis der Antriebsstrangdynamik Intelligentes Getriebe Lasterfassung Ölqualitä t t Getriebe Performance Management Körperschall

19 Dynamic Load Monitoring Service Lösungen 1. Nachrüstung am Neu- oder bei ZF repariertem Getriebe im Werk 2. Nachrüstung am Triebstrang Stahlband mit Sensorschnittstelle an der Hauptwelle Sensorträger am Hauptlagergehäuse (oder Hauptrahmen) montiert Stahlband mit Sensorschnittstelle an Schrumpfscheibe Sensorträger am Hauptrahmen oder Getriebe montiert Stahlband mit Sensorschnittstelle an der Abtriebswelle (HSS)

20 ZF Wind Power Agenda Unternehmensdaten, ZF Gruppe & ZF Wind Power Lasterfassung am Getriebe - Dynamic Load Monitoring Dynamic Load Monitoring Service Lösungen ZF Fertigung & Service Service Portfolio Austausch- & Reparaturmodelle für Getriebe

21 ZF Fertigung & Service Witten, DE & Lommel, BE 7,700 MW MW Vernon Hills, US 2,000 MW 2.0 MW Service Headquarters in Witten / DE Reparatur Kapazität: 400 #/Jahr Reparatur & Test Kapazität: 8MW Coimbatore, India 4,000 MW MW Tanjin & Bejing, CHN 4,000 MW MW Max. Kapazität pro Jahr Produkt Umfang - Fertigungsfähigkeit

22 ZF Wind Power Agenda Unternehmensdaten, ZF Gruppe & ZF Wind Power Lasterfassung am Getriebe - Dynamic Load Monitoring Dynamic Load Monitoring Service Lösungen ZF Fertigung & Service Service Portfolio Austausch- & Reparaturmodelle für Getriebe

23 Service Portfolio Neu- & aufbereitete Getriebe ZF und nicht-zf (Multibrand) Service Dynamic Load Monitoring Work shop Reparaturen ZF und nicht-zf (Multibrand) Engineering Support & Upgrades Uptower Reparaturen & Ersatzteile Helpdesk Triebstrang & Hauptlager Weltweiter Fieldservice

24 Service Portfolio Getriebe Service weltweit Getriebe für verschiedene Turbinenhersteller verfügbar ZF und nicht-zf Getriebereparaturen (Multibrand) Austausch-& Reparaturmodelle von Getrieben Ersatzteile Uptower Reparaturmöglichkeiten an den verschiedenen Getrieben Endoskopien und Getriebediagnosen

25 ZF Wind Power Agenda Unternehmensdaten, ZF Gruppe & ZF Wind Power Lasterfassung am Getriebe - Dynamic Load Monitoring Dynamic Load Monitoring Service Lösungen ZF Fertigung & Service Service Portfolio Austausch- & Reparaturmodelle für Getriebe

26 Austausch- & Reparaturmodelle für Getriebe 1. Modell: Allgemeiner Getriebe Pool Getriebe für verschiedene Turbinenhersteller ab Lager verfügbar Neu- und wiederaufbereitete Getriebe Einlagerung in klimatisierter Umgebung, Konservierung und Wartung Alle Getriebe inklusive Volllast Test

27 Austausch- & Reparaturmodelle für Getriebe 2. Modell: Verfügbarkeitsgarantie durch kundenspezifischen Getriebepool ZF kann eine Verfügbarkeitsgarantie für ein Getriebe garantieren, das für einen Turbinentyp erforderlich ist, der innerhalb eines bestimmten Zeitraums (z. B. 3-5 Werktage) an den Standort des Kunden / Windpark geliefert wird ZF und Kunde vereinbaren mit einer bestimmten Menge von für den Kunden bestimmten Getrieben einen Austausch-Pool Sobald ein Getriebe Wechsel erforderlich ist, kann ZF aus dem Tauschpool liefern Der Kunde sendet dann das defekte Getriebe zur Instandsetzung an ZF ZF wird die Reparatur auf Basis der Standard-Vorlaufzeiten für jeden Getriebetyp durchführen Nach durchgeführter Reparatur wird ZF dieses Getriebe in den von ZF für den Kunden geführten Tauschpool liefern und die Tauschschleife wird gestartet Preismodell: Neugetriebe Preis: Anfänglich zum Starten des Pools und nur dann relevant, wenn das defekte Getriebe aufgrund von Schäden oder aus wirtschaftlichen Gründen nicht repariert werden kann Reparaturgetriebe Preis: ZF übernimmt das Risiko der Schadensklasse des defekten Getriebes, solange es reparabel ist und bietet für das generalüberholte Getriebe einen Festpreis an

28 Austausch- & Reparaturmodelle für Getriebe 3. Modell Reparaturkonzept: Beispiel für Vestas V80/V90 Getriebe Sinnvoll bei präventivem Getriebewechsel, um Reparaturkosten deutlich zu senken Fest definierte Reparaturpreise, kundenseitig fest kalkulierbar ZF- & Fremdgetriebe-Reparaturen Gilt nur in Verbindung mit einem Rahmenvertrag

29 Danke für Ihre Aufmerksamkeit! Ertragssteigerung und neue Servicekonzepte durch intelligente Lasterfassung am Getriebe Dr. Andreas Vath Matthias Vittinghoff