14.000 Windenergieanlagen für grünen Strom: CAD-Software vereinfacht Planung von Windenergieanlagen

Wie die Gas-Krisen der vergangenen Jahre und der Verlauf des Ölpreises zeigen, ist die Abhängigkeit der Industrieländer von fossilen Energieträgern besorgniserregend. Darüber hinaus wird bei ihrer Verbrennung Kohlendioxid freigesetzt, das die CO2-Konzentration in der Atmosphäre steigen lässt und unser Klimasystem nachhaltig stört. Deshalb sind innovative Lösungen als Alternativen zu Öl, Gas, Kohle und Kernenergie gefragt. Neben Wasserkraft, Geothermie und Solarenergie gilt heute der Wind als eine der wirtschaftlichsten erneuerbaren Energiequellen. Die Enercon GmbH im niedersächsischen Aurich entwickelt und baut seit 25 Jahren Windenergieanlagen. Das Unternehmen gehört heute zu den führenden Herstellern mit einem Marktanteil von 50% in Deutschland und 14% weltweit. Über 14.000 von Enercon hergestellte Windenergieanlagen produzieren eine Gesamtleistung von 16GW (Stand: Frühjahr 2009). Das entspricht der Leistung von 15 Kernkraftwerken. Entwicklung der Windenergieanlagen mit AutoCAD ecscad Die modernen Windenergieanlagen sind mit einer komplexen Steuerung ausgestattet, um den Betrieb so auszurichten, dass bei unterschiedlichen Windverhältnissen möglichst hohe und gleichmäßige Erträge erreicht und Stillstandszeiten vermieden werden. Ein Hauptprozessor als zentrales Element der Anlagensteuerung, steht mit den peripheren Steuerelementen in ständigem Kontakt und sorgt durch Anpassung der Anlagenparameter für einen optimierten Betrieb bei allen Witterungsverhältnissen. Eine Besonderheit der Windenergieanlagen ist die Sturmregelung. Ein Windmessgerät erfasst Windstärke, Böen und ihre Häufigkeit. Die Steuerung verarbeitet diese Informationen und nimmt die Blätter bei stärkeren Böen aus dem Wind, reduziert damit die Drehzahl und schaltet die Anlage im Extremfall auf Stillstand. Die Planung der Anlagen, die für den ordnungsgemäßen Anschluss ans öffentliche Stromnetz sorgt, ist entsprechend komplex. Die umfangreiche Steuerungstechnik entwickelt Enercon mit CAD-Systemen. 1998 befasste sich Enercon mit der Neuanschaffung einer CAD-Lösung für die Elektrotechnik. Das Vorgängersystem reichte nicht mehr aus. Es besaß keine Online-Verwaltung, und mit den zunehmend größer werdenden Anlagen nahmen die Auswertungen immer längere Zeit in Anspruch. Bei größeren Projekten konnte es einen ganzen Tag dauern, bis ein Klemmenplan generiert war. \“Wir haben uns verschiedene Systeme angesehen. ecscad, das heute den Namen AutoCAD ecscad führt, machte damals im Vergleich mit den Wettbewerbern den besten Eindruck, der sich in einem zweiwöchigen Test bestätigte\“, erinnert sich Karl Goeman, Administrator für CAD/CAE im Bereich Forschung und Entwicklung der Enercon GmbH. Damit war die Entscheidung gefallen. \“Wir haben damals auch unsere frühere Mechanik-Software durch AutoCAD ersetzt. Wir wollten eine durchgängige Lösung auf der Basis des DWG-Standards haben\“, fügt er hinzu. Erstellen der Aufbaupläne mit Autodesk Inventor \“Die Einführung von ecscad lief reibungslos, einige Kinderkrankheiten des damals jungen Systems verschwanden bald\“, erinnert sich Goeman. \“Über die Jahre wurde das System deutlich weiterentwickelt und verbessert\“, stellt er fest. Inzwischen sind bei Enercon 33 ecscad-Lizenzen installiert. Damit gehört das Unternehmen zu den größten Anwendern der Software. Die Auricher erstellen mit der Software alle Planarten wie Stromlaufpläne, Übersichtsschaltpläne, Anschlusspläne und Prinzipschaltpläne, dazu jeweils die kompletten Auswertungen wie Inhaltsverzeichnis, Stecker-, Klemmenpläne, Stücklisten und Kabellisten. Für die Aufbaupläne nutzt Enercon inzwischen Autodesk Inventor. \“Für den Mechanik-Aufbau haben wir schon vor einiger Zeit Inventor eingeführt, um im 3D-System die Konstruktion unserer mechanischen Aufbauten und Komponenten zu vereinfachen und ihre Qualität zu verbessern\“, erläutert Karl Goeman. Rund 25 Inventor-Arbeitsplätze setzt der Hersteller von Windenergieanlagen in diesem Bereich ein. CAD-Unterstützung in vier Unternehmensbereichen Die AutoCAD ecscad-Software wird inzwischen in vier Unternehmensbereichen eingesetzt: in der Entwicklung Elektrotechnik, in der Projektierung, die beispielsweise die Anlagen für den Anschluss ans öffentliche Netz plant, im Forschungsbereich Meerwasser-Entsalzung und in der Entwicklung von Sonderanlagen und Prüfsystemen. Die Elektropläne umfassen zwei bis 700 Seiten. Ein durchschnittlicher Plan enthält etwa 100 Seiten. \“Ohne Elektro-CAD geht bei uns nichts mehr. Wir entwickeln alles selbst: den Turm, die Gondel, alle Schaltanlagen, die Steuerungssoftware und liefern den Service dazu. Die elektrotechnischen Anlagen sind heute zu umfangreich. Dafür brauchen wir die Software-Unterstützung\“, sagt Karl Goeman. Die Vorteile sieht er vor allem im DWG-Format. Der Industriestandard wird überall elektronisch kommuniziert, verstanden und gelesen. Außerdem bietet die Software eine Online-Datenverwaltung – im Gegensatz zu Systemen, die zeichnungsorientiert arbeiten. Sie überwacht die Logik ohne Verzögerung und trägt Querverweise sofort ein. Zudem erhält der Windenergieanlagenhersteller flexible Auswertungen und kann die Software mit Microsoft Access-Funktionen anpassen, die der Betreuer selbst gestalten kann. \“Eine große Hilfe ist die Fremdsprachendatenbank. Sie ermöglicht uns, flexibel die Pläne in andere Sprachen zu übertragen\“, sagt Goeman. Der ecsPublisher produziert die Pläne automatisch als PDF-Dateien, sobald eine Freigabe erfolgt oder wenn Daten für andere Anwender ohne CAD-Arbeitsplatz herausgegeben werden sollen. Vom neuen Eigentümer der Software Autodesk erwartet er eine langfristige Sicherheit für seine Investitionen. Seither wurde die Installation an Autodesk-Standards angepasst. \“Wir erwarten uns mittelfristig eine noch engere Anbindung an Inventor, denn inzwischen nutzen wir Inventor für alle mechanischen Konstruktionsaufgaben in der Elektrotechnik\“, fügt der Administrator für CAD/CAE im Bereich Forschung und Entwicklung hinzu.