Die Nase im Wind: Robuste Steuerungstechnik überwacht Offshorewindpark

Etwa 45km vor der Nordseeinsel Borkum entsteht derzeit Deutschlands erster Offshorewindpark unter der Regie von Doti, einem Gemeinschaftsunternehmen von E.ON, EWE und Vattenfall. Im Laufe des Jahres sollen zwölf 5MW-Wind­krafträder ans Netz gehen, die genügend Strom für 50.000 Haushalte liefern. Die Plattform mit dem Umspannkraftwerk für die Anlage wurde Ende September 2008 termingerecht fertiggestellt. Mit einer Andockstation für Schiffe, einem Helikopterdeck, einer Werkstatt und einer Unterkunft ist sie der logistische Mittelpunkt des Windparks \’alpha ventus\‘. Damit See- und Luftfahrzeuge auch bei rauem Wetter festmachen bzw. landen können, wurde die 60m hohe und in 30m tiefem Wasser stehende Plattform von der Klenk-Airport-Equipment GmbH mit zuverlässigen Beleuchtungsanlagen für den See- und Luftverkehr sowie mit Überwachungstechnik ausgestattet, die die Anlagen vor Schäden bewahren sollen. Die Signale der Befeuerungs- und Überwachungseinrichtungen werden von einer Steuerung auf Basis von B&R-Technik gesammelt, verarbeitet und anschließend an die Leitwarte für den Windpark auf dem Festland übermittelt. \“Es versteht sich von selbst, dass die als Befeuerung bezeichnete Beleuchtung eines Landeplatzes fehlerfrei und ohne Aussetzer arbeiten muss\“, erläutert Peter Klenk, Gründer der Klenk-Gruppe und Geschäftsführer der Klenk-Airport-Equipment GmbH. \“Weniger offensichtlich ist, dass es dabei nicht mit einem einfachen Ein- und Ausschalten der zugehörigen Beleuchtungskörper getan ist.\“ Komplexes Regelwerk Nationale und internationale Vorschriften und Regeln waren zu berücksichtigen. Diese variieren nach Kategorie des Flughafens und schließen Isolationsmessungen und Lampenausfallsmessungen ebenso ein wie Funktionen zum Test des Systems. \“Die zugehörige Steuerung muss dabei gegebenenfalls nicht nur hunderte Beleuchtungskörper kontrollieren und zu diesem Zweck zahlreiche Signale verarbeiten, sondern auch gewährleisten, dass dem Tower bereits bei einer erhöhten Ausfallwahrscheinlichkeit innerhalb einer Sekunde Störmeldungen zur Verfügung gestellt werden oder im Extremfall eines Netzausfalls die Lastübernahme erfolgt\“, erklärt Peter Klenk. Entsprechend schnell und leistungsfähig muss die eingesetzte Steuerung sein. Als ungeeignete Plattform bezeichnet Klenk dabei handelsübliche PCs: \“Sie bieten zum Teil nicht die benötigte Zuverlässigkeit im Betrieb – selbst wenn sie unter dem Label Industrie-PC angeboten werden. Nach unbestimmter Zeit fallen Hardware-Komponenten aus, oder das Betriebssystem hängt sich auf und bleibt stehen.\“ Das kann selbst in Konstellationen vorkommen, in denen die Geräte nicht mit einem Internetanschluss versehen sind und ein unbeabsichtigtes Aufspielen von Software ausgeschlossen ist. Betriebssystem als Risikofaktor Der Ansatz, redundante Architekturen oder aufwendige Serversysteme mit Raid-Funktion und zusätzlichen Sicherungsmaßnahmen aufzubauen, bewertet der Experte für Flughafentechnik skeptisch: \“Abgesehen davon, dass das Lock-up-Problem nicht gelöst ist, sind die hohen Anschaffungskosten und der hohe Wartungsaufwand vor Ort problematisch.\“ Das mag für einen Großflughafen mit entsprechendem Personal noch tragbar sein, bei einem Regionalflughafen oder gar bei einer Plattform mitten im Meer, bei der jeder Service-Einsatz sofort mehrere tausend Euro kostet, ist es jedoch inakzeptabel. Peter Klenk fügt hinzu: \“Hier sind absolute Zuverlässigkeit und lange Wartungsabstände bei vertretbaren Kosten unverzichtbare Kriterien.\“ Die Verantwortlichen von Klenk haben sich daher nach alternativen Hardwareplattformen für ihr Airport Control System (ACS) umgesehen und sich für eine Lösung auf Basis eines Power-Panels in Kombination mit einem E/A-System von B&R entschieden. Diese Lösung bietet hohe Zuverlässigkeit, Flexibilität bei der Einbindung von Peripheriegeräten und unterschiedliche Visualisierungsmöglichkeiten, auch wenn große Distanzen zwischen Schaltschrank und Leitwarte zu überbrücken sind. Neues Projekt fordert Flexibilität Beim Projekt alpha ventus war Flexibilität von allen Beteiligten gefragt, da Neuland betreten wurde. Peter Klenk erklärt: \“Es gibt zwar in der Nordsee Ölplattformen, die mit einem Helikopterlandeplatz ausgestattet wurden, dort sind aber die Anforderungen an die Technik andere als bei alpha ventus.\“ Bei diesem Projekt musste neben der unabdingbaren Befeuerung des Hubschrauberlandeplatzes auch die Ansteuerung der vorgeschriebenen Seelaternen, die dem Schiffsverkehr als Warn- und Orientierungshilfe dienen, über die Klenk-Steuerung und nicht über eine separate Lösung abgewickelt werden. \“Hier hat uns unsere Erfahrung im Umgang mit nationalen und internationalen Vorschriften im Bereich der Flugtechnik und deren Umsetzung in unserer ACS geholfen\“, ergänzt der Geschäftsführer. Der größte Unterschied zu Ölplattformen ist aber einem anderen Umstand zuzurechnen: Bis zum eigentlichen Beginn der Stromerzeugung bleibt die Plattform unbemannt und wird im späteren Betrieb nur zum Service mit Personal betreten. Da internationales Recht fordert, dass sich auf See in Not Geratene auf die Plattform retten können müssen, kann das Bauwerk nicht abgeriegelt werden. Somit können auch Unbefugte die Plattform betreten. Die Lösung: Eine Zugangskontrolle und eine mit einem Bewegungsmelder ausgestattete Videoüberwachung setzen einen Alarm ab, sobald Menschen die Plattform betreten. Die Alarme werden über das B&R-E/A-System X20 aufgenommen, an die Klenk-Steuerung weitergeleitet und von dieser ausgewertet. Sie informiert den Leitstand über eventuelle Sicherheitsprobleme oder Gefahrensituationen. Entsprechende Meldungen werden von der Steuerung ans Festland abgesetzt, wenn es bei der Energieversorgung der Plattform zu Störungen kommt, der plattformeigene Notstromgenerator anspringt oder die eingebaute USV die Stromversorgung der elektrischen Systeme übernimmt. Integrierte Lösung \“Da die Plattform unbemannt ist, haben wir zusätzlich eine Wetterstation integriert, die den Piloten schon vor dem Abflug über Funk mittels automatisch erzeugter Sprachnachrichten über die Verhältnisse vor Ort informiert\“, fügt Peter Klenk hinzu. Neben dem Hubschrauberlandeplatz-Equipment, der Seefahrtsbeleuchtung, der MET-Anlage (Wetterstation) und dem Video- und Überwachungssystem lieferte und montierte die Firmengruppe Klenk zudem das Kommunikationssystem für den See- und Flugfunk und die von Klenk patentierte doppelwandige Schlauchleitung zur Befüllung von Kraftstoffbehältern. Mit der Wiederaufnahme der Bauarbeiten am ersten deutschen Offshorepark im Frühjahr 2009 wird die Plattform zeigen, was in ihr steckt.