Windkraft am Scheideweg
Aufbruch zur digitalen Transformation
Windenergie ist ein wichtiger Baustein für die anstehende Energiewende. Damit sie ihr Potenzial voll ausspielen kann, muss dieser Bereich der erneuerbaren Energien in Sachen Digitalisierung dringend aufholen.
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Herausforderungen der Windenergie
Um diesen Herausforderungen begegnen zu können und Windenergie zu einer wirklich globalen Energiequelle zu entwickeln, die einen universellen Zugang zu Strom garantieren kann, muss die Branche jetzt auf digitale Innovationen setzen. Weltweit erforschen Nachhaltigkeitsinitiativen von Großbritannien bis Indien bereits eine Diversifizierung und Aufwertung ihrer Energieversorgung. Sie haben dabei schon große Fortschritte in den Bereichen Produktion, Überwachung und Lieferung von Windenergie gemacht.
Doch um einen ähnlich hohen Digitalisierungsstand wie Automobil- oder Luftfahrtindustrie zu erreichen, muss die Windbranche noch einiges aufholen. Besonders in den Bereichen Design, Test, Fertigung und Service gibt es noch zahlreiche Lücken, die durch die digitale Transformation geschlossen werden müssen. Designphase und Planungsphase müssen deutlich verkürzt werden, während es gleichzeitig einen flexiblen Planungsrahmen zu definieren gilt, um Innovationen zu adressieren, die während dieser Phase den Markt verändern. Anforderungen hinsichtlich der Qualität, verbunden mit einer wirtschaftlicheren Herstellung und verbesserter Wartbarkeit von einzelnen Komponenten oder ganzer Produkte, stellen weitere Herausforderungen dar.
Auch das Testverfahren sollte digitalisiert werden, um den Erprobungszyklus von den ersten Simulationen bis zum erfolgreichen Abschluss eines Prototyps ganzheitlich zu gestalten. Ein Prozess, der heute nahtlos in Maintenance und Service übergeht. Um eine Anlage der Multimegawatt-Klasse umzusetzen, sind in der Fertigung Skaleneffekte absolut notwendig, um dem globalen Nachhaltigkeitsstreben zu entsprechen. Qualitativ hochwertige und zuverlässige Lieferung von Produkten ist ausschlaggebend, damit Windkraft als erfolgreich wahrgenommen wird; After-Sales-Services sind heute fast so wichtig wie die Stromerzeugung selbst.
Die Säulen der digitalen Transformation
Vier Kernstrategien lassen sich dabei für die Windenergie der Zukunft definieren:
- Hybridisierung für mehr Flexibilität des Geschäftsmodells. Das schließt die Investition in skalierbare Services und Einkaufsmodelle ein. Das kann zum Beispiel den Wechsel des Einkaufsmodells bedeuten, vom Investitionsausgabenmodell (CapEx) hin zu einem Modell, das sich an den Betriebskosten (OpEx) orientiert.
- Modularisierung ermöglicht die Planung über einen längeren Zeitraum und hilft den Unternehmen, Skaleneffekte über den gesamten Produktzyklus hinweg zu erreichen. Sub-Lösungen und gemeinsame Komponenten lassen sich so in verschiedenen Turbinenkonstruktionen verwenden, wodurch eine Kostenersparnis von bis zu 25 Prozent in Entwicklung, Lieferung und Produktion resultiert.
- Digitalisierung hilft, Prozesse zu rationalisieren und die Markteinführung zu beschleunigen, indem zwischen allen Elementen der Wertschöpfungskette eine Verbindung hergestellt wird.
- Ein ganzheitlicher Pfad der, sobald die konsequente Digitalisierung begonnen hat, kontinuierliche Verbesserungen erreicht, ohne dass Prozesse immer wieder von Neuem begonnen werden müssen.
Die Einführung eines digitalen Produktlebenszyklusmanagements (PLM), Modularität und die Verwendung digitaler Zwillinge sind dabei die drei übergreifenden technischen Ansätze des Wandels. Ein digitaler Zwilling kann nach seiner Optimierung durch KI und Analytik und durch den effektiven Einsatz einer PLM-Lösung sicherstellen, dass aus Konzept-, Design- und Testphasen ein konsistentes und kontinuierliches Feedback in die Produktzyklen fließt. Er kann damit als übergreifendes Modell für den gesamten Prozess fungieren. Aus den Ansätzen entsteht ein durchgängiger digitaler Pfad, der eine gemeinsamen Datenquelle bietet. Damit lassen sich Entscheidungen nahtlos treffen. Informationen können so leichter fließen und Produktentwicklungen durch effektive und miteinander verbundene Qualitätsmanagementsysteme optimiert werden.
Zusammen angewandt entfalten diese vier Säulen ihre volle Wirkung und können die Entwicklung beschleunigen sowie die Kosten senken. Dies gelingt, indem sie Effizienzhebel entlang des Prozesses einbauen, die eine fortlaufende Skalierung ermöglichen. Sie werden die Grundpfeiler sein, auf denen die Industrieentwicklung im nächsten Jahrzehnt aufbaut und den Status der Windenergie in der globalen Energielandschaft weiter festigt.
Sobald die Transformation begonnen hat, ist die Windenergiebranche nicht von periodischen Innovationen abhängig, sondern hat eine ausgereifte Plattform, an der sie sich bedienen kann. (kv)
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- Herausforderungen der Windenergie