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Nach mehr als einem Jahrzehnt der Zusammenarbeit mit Betreibern von Windkraftanlagen zum Thema Dichtungsleistung hat unser Team dieses Gespräch bereits hunderte Male geführt.
Es läuft folgendermaßen ab:
Systemdichtungen: „Vortex macht das Einfräsen von Nuten in die Welle überflüssig, verbessert die Schmierfettretention und macht den Einsatz von Distanzstücken überflüssig.“
Selbstständiger Betreiber: „Das klingt großartig. Aber wir planen derzeit keine Arbeiten auf dem Sendemast.“
Und genau an dieser Stelle stockt die Einführung. Zwar erkennen selbstständige Unternehmer an, dass die Technologie funktioniert, und können deren Nutzen einschätzen, doch neigen sie dazu, die Modernisierung von Dichtungen als eigenständige Projekte zu betrachten, anstatt sie als Bestandteil umfassenderer Wartungsmaßnahmen zu sehen.
Diese Diskrepanz verursacht der Branche jedes Jahr unnötige Betriebs- und Wartungskosten in Millionenhöhe.
In diesem Artikel wird das 3R-Konzept vorgestellt: ein strategischer Ansatz für die Modernisierung von Dichtungen, der die Auswahl der Komponenten auf bestehende Wartungsfenster abstimmt, Hindernisse bei der Nachrüstung beseitigt und die Kapitalrendite maximiert.
Die Herausforderung: Dichtungsmodernisierungen als eigenständige Projekte
Herkömmliche Lippendichtungen weisen gut dokumentierte Leistungsprobleme auf:
- Rillenbildung an Wellen: Durch die einlippige Kontaktkonstruktion entstehen im Laufe der Zeit Verschleißrillen an den Wellen.
- Schmiermittelverlust: Die Dichtungen verlieren an Wirksamkeit, wenn sich die Rillen vertiefen, was die Abwanderung des Schmiermittels beschleunigt.
- Zusätzliche Kosten: Rillenfräsen an der Welle , erhöhter Schmierfettverbrauch, Mehrarbeit für das Fachpersonal und letztendlich ein Lagerausfall.
Selbstständige Betreiber sind sich dieser Probleme bewusst. Sie sehen das Fett in den Auffangwannen, und ihre Techniker verbringen zusätzliche Zeit mit der Reinigung der Gondeln. Wird man sie jedoch gebeten, Dichtungen während des Betriebs nachzurüsten, ist die Reaktion vorhersehbar. Sie zögern, denn das Erklimmen von über 80 Metern, der Zugang zur Luvseite des Hauptschafts in einer beengten Gondel sowie das Arbeiten in begrenzten Wartungsfenstern sind arbeitsintensiv, kostspielig und mit Betriebsunterbrechungen verbunden.
Daher warten die selbstständigen Betreiber ab. Sie warten, bis die Leckage zu stark wird, Schäden an der Welle sichtbar werden oder ein Lager ausfällt. Zu diesem Zeitpunkt haben sie bereits das 3- bis 5-Fache an kumulierten Kosten gezahlt, als eine frühzeitige Modernisierung gekostet hätte.
System Seals arbeitet mit selbstständigen Betreibern in allen drei Umsetzungswegen zusammen. Unabhängig vom Wartungsfenster bleibt das Ziel dasselbe: die Betriebs- und Wartungskosten zu senken und die langfristige Zuverlässigkeit zu gewährleisten.
Das 3R-Konzept: Abstimmung von Dichtungsmodernisierungen auf Wartungsfenster
Das 3R-Rahmenkonzept betrachtet die Modernisierung von Dichtungen als Entscheidungen über Komponenten im Rahmen bestehender Wartungsmaßnahmen und nicht als eigenständige Projekte. Es identifiziert drei optimale Zeitfenster für den Einbau von Dichtungen, die sich jeweils hinsichtlich Wirtschaftlichkeit, Arbeitsaufwand und Auslösern für die Umsetzung unterscheiden:
Fenster 1: Nachrüstung (die bestehenden undichten Stellen)
Unter „Retrofit“ versteht man den Austausch der oberen Turmdichtung an einer in Betrieb befindlichen Windkraftanlage ohne vollständige Demontage. Dazu müssen Techniker mehr als 80 Meter hochklettern, auf engstem Raum in der Gondel arbeiten und Zugang zur Luvseite der Hauptwelle erhalten – und das alles innerhalb begrenzter Ausfallzeiten. Der logistische Aufwand ist zwar größer als bei einer Repower-Maßnahme oder einem Umbau, doch die Nachrüstung im Turm ist ein Weg, den Eigentümer und Betreiber aktiv beschreiten. Mit der richtigen Planung und der Split-Seal-Technologie ist dies durchaus machbar.
Wann sich eine Nachrüstung lohnt:
- Der Fettverlust ist so erheblich, dass er den Aufstieg rechtfertigt
- Die Turbine ist bereits wegen umfangreicher Wartungsarbeiten außer Betrieb (Austausch des Getriebes, Generalüberholung)
- Dank der Split-Seal-Technologie ist kein Ausbau der Welle erforderlich
So maximieren Sie die Kapitalrendite bei Nachrüstungen:
- Verwenden Sie geteilte Dichtungsausführungen mit Passstiften für eine schnellere Montage
- Konzentrieren Sie sich zunächst auf die Turbinen mit der schlechtesten Leistung – also jene mit den höchsten Auffangbehälterfüllständen und sichtbaren Verschleißerscheinungen an der Welle.
- Kombinieren Sie die Modernisierung der Abdichtungen mit anderen geplanten Arbeiten am Turm, um die Kosten für Arbeitskräfte und Kran einsparungen zu erzielen
Für die meisten Flotten ist die Nachrüstung die kostspieligste Option. Wenn selbstständige Betreiber jedoch die tatsächlichen Kosten berechnen, die entstehen, wenn keine Modernisierung erfolgt – Rillenbildung bzw. Schäden an der Welle, Schmierfettverbrauch, künftige Lagerausfälle –, rechtfertigt die Amortisationszeit oft die Investition selbst bei den Turbinen mit der schlechtesten Leistung.
Fenster 2: Repower (Das Momentum-Fenster)
Repowerings umfassen die Leistungssteigerung der Turbinen oder die Modernisierung des Standorts und verlängern in der Regel die Lebensdauer des Standorts um 10 bis 15 Jahre. Sie finden statt, wenn Windparks eine Betriebsdauer von 15 bis 20 Jahren erreicht haben und der Standort weiterhin wirtschaftlich rentabel ist.
Dies ist ein idealer Zeitpunkt für den Einbau des Vortex-Systems, und das aus gutem Grund: Bei einer Repower-Maßnahme ist die Turbine bereits demontiert. Hauptwellen, Lager und Dichtungssysteme sind vom Boden aus zugänglich, und die Arbeitskosten sind bereits im Budget vorgesehen. Ein Dichtungs-Upgrade wird so zu einem einfachen Austausch von Bauteilen statt zu einem eigenständigen Projekt.
Wenn Sie einen sechsstelligen Betrag für eine Repower-Maßnahme ausgeben und dabei dieselbe veraltete Lippendichtung wieder einbauen, die schon seit Jahren undicht ist, sichern Sie sich damit denselben Wartungsaufwand für das nächste Jahrzehnt.
Die Möglichkeit einer Partnerschaft im Bereich Repowering:
Nicht alle Repowering-Maßnahmen werden von Erstausrüstern (OEMs) durchgeführt. Unabhängige Dienstleister (ISPs), die sich auf Repowering durch Dritte spezialisiert haben, verfügen über mehr Flexibilität bei der Auswahl der Komponenten. Für diese Unternehmen wird Vortex zu einem Wettbewerbsvorteil. Sie können den Betreibern glaubhaft versichern: „Wir rüsten Ihre Windkraftanlagen mit Komponenten auf, die die langfristigen Betriebs- und Wartungskosten senken.“ Für Eigentümer und Betreiber ist das eine intelligentere Repower-Lösung.
Fenster 3: Wiederherstellung (Das Schutzfenster)
Eine Hauptwellenüberholung erfolgt nach einem Lagerausfall oder einer Beschädigung der Wellenoberfläche, in der Regel nach 10 bis 15 Jahren Betriebszeit der Turbine. Diese Maßnahmen sind kostspielig und erfordern neue Lager, eine Nachbearbeitung der Welle sowie eine vollständige Demontage.
An dieser Stelle lassen die meisten Betreiber eine Chance ungenutzt. Wenn Ihre Hauptwelle aufgrund eines Lagerausfalls oder einer Oberflächenbeschädigung überholt wird, hat die Dichtung wahrscheinlich dazu beigetragen, diesen Verschleiß zu beschleunigen. Der erneute Einbau derselben Lippendichtung führt erneut zu demselben Ausfallmodus.
Warum ein Upgrade im Rahmen einer Neuinstallation die einfachste Entscheidung im Projektumfang ist:
- Die Turbine ist bereits zerlegt, sodass die Welle vom Boden aus zugänglich ist
- Macht das Einfräsen von Nuten in die Welle künftig überflüssig, sodass keine Härtung erforderlich ist
- Schützt Ihre Investition in die Überholung, da überholte Wellen und neue Lager ihre volle Lebensdauer erreichen
- Die Kosten für die Modernisierung der Dichtungen machen nur einen Bruchteil der Gesamtkosten für die Generalüberholung aus
Sie geben einen sechsstelligen Betrag für die Sanierung eines Schachts aus. Die Modernisierung der Dichtung zu diesem Zeitpunkt ist keine Ausgabe, sondern die klügste Möglichkeit, die Investition zu schützen, die Sie gerade getätigt haben.
Warum der richtige Zeitpunkt für die Wirtschaft entscheidend ist
Das Muster, das sich aus Hunderten von Kundengesprächen abzeichnet, ist einheitlich. Betreiber, die erst dann Maßnahmen ergreifen, wenn Dichtungen versagen, haben 3- bis 5-mal höhere Reparatur- und Wartungskosten als Betreiber, die Modernisierungen in ihre Umrüstungs- bzw. Sanierungspläne einbeziehen.
Die gleiche Dichtungsmodernisierung, die nur einen Bruchteil der Projektkosten ausmacht, wenn sie im Rahmen einer Repower-Maßnahme oder eines Umbaus durchgeführt wird, wird zu einer eigenständigen Maßnahme mit vollen Kosten, wenn sie aufgrund eines Ausfalls erforderlich wird. Und dies kommt noch zu den Kosten für den Einsatz von Kränen sowie zu den Umsatzausfällen aufgrund ungeplanter Turbinenstillstände hinzu.
Die Kommunikationslücke: Was Techniker wissen
Der Informationsfluss ist ein weiterer Faktor, der zur Verzögerung von Dichtungsmodernisierungen beiträgt.
Wenn Turbinen über längere Zeiträume hinweg übermäßig viel Schmierfett verlieren, gelangen diese Erkenntnisse aus der Praxis oft gar nicht von den Technikern an die Konstruktionsabteilung. Windkrafttechniker wissen, welche Turbinen stärker undicht sind als andere, welche Auffangwannen sich schneller füllen und welche Gondeln eine zusätzliche Reinigung erfordern. Doch oft melden sie dies nicht, da sie davon ausgehen, dass man nichts dagegen tun kann. „Das gehört zum normalen Betrieb.“ So bleiben diese Erkenntnisse vor Ort, und die Zuverlässigkeitstechnik arbeitet mit unvollständigen Daten.
Wenn sich der Verschleiß erst als Lagerproblem oder ungeplanter Stillstand bemerkbar macht, befinden Sie sich bereits tief in der Kostenkaskade. Die Lösung besteht in einer Kombination aus besseren Dichtungen und besserer Kommunikation. Wenn Techniker Probleme mit dem Schmierfett feststellen, müssen diese Erkenntnisse an die Personen weitergeleitet werden, die entsprechend handeln können.
Umsetzung des 3R-Konzepts in Ihrem Fuhrpark
Schritt 1: Überprüfen Sie Ihren Wartungskalender
Ermitteln Sie die Turbinen, bei denen eine Repowerung, eine Überholung (Arbeiten an der Hauptwelle oder an den Lagern) oder verlängerte Wartungsfenster geplant sind. Dies sind Ihre Möglichkeiten zur Modernisierung.
Schritt 2: Berechnung der aktuellen Kosten im Zusammenhang mit Dichtungen
Ermitteln Sie für Ihren Maschinenpark die Entwicklung des Schmierfettverbrauchs im Vergleich zum Auslegungssollwert, den Arbeitsaufwand der Techniker für Reinigungsarbeiten im Zusammenhang mit Dichtungen sowie etwaige Kosten für die Wellenhärtung. Dies bildet Ihre Basis für die Kosteneinsparung.
Schritt 3: Konzentrieren Sie sich zunächst auf die Turbinen mit der schlechtesten Leistung
Führen Sie eine einfache Diagnose durch.
Wiegen Sie das während eines Wartungszyklus gesammelte Schmierfett Ihrer 10 Turbinen mit den höchsten Leckagemengen, vergleichen Sie die Werte mit den erwarteten Spülmengen und berechnen Sie den Mehrverlust. Wenn das gesammelte Schmierfett die erwartete Spülmenge um 15–20 % übersteigt, liegt ein Dichtungsversagen vor und keine normale Spülung. Leiten Sie Gespräche über eine Nachrüstung dieser Turbinen ein.
Schritt 4: Einbeziehung der Dichtungsspezifikationen in Ausschreibungen für Repowering- und Überholungsarbeiten
Geben Sie bei der Ausschreibung die Leistungsanforderungen an die Dichtungen an: Keine Rillenbildung an der Welle über [X] Betriebsstunden, Verbesserung der Schmierfettrückhaltung im Vergleich zum Ausgangszustand. Dadurch wird sichergestellt, dass die Leistung der Dichtungen bereits bei der Lieferantenauswahl bewertet und nicht erst nachträglich berücksichtigt wird.
Schritt 5: Zusammenarbeit mit externen Dienstleistern
Wenn Sie mit unabhängigen Repowering- oder Überholungsunternehmen zusammenarbeiten, fragen Sie nach, welche Dichtungen diese vorschreiben und warum. Drittanbieter verfügen oft über mehr Flexibilität als Erstausrüster, um die Komponentenauswahl zu optimieren. Diese Flexibilität ist ein Hebel.
Fazit: Das richtige Timing ist die Strategie
Die Windkraftbranche hat die Leistung von Dichtungen jahrelang als reaktives Wartungsproblem behandelt. Dichtungen sind undicht, das Betriebspersonal beseitigt die Verschmutzungen, schließlich versagen die Dichtungen, und es kommt zum Austausch. Dieser Ansatz ist kostspielig, da das Betriebspersonal bis zu dem Zeitpunkt, an dem ein Dichtungsversagen Maßnahmen erzwingt, bereits für den übermäßigen Schmierfettverbrauch, den Arbeitsaufwand der Techniker und einen möglichen Lagerwechsel aufgekommen ist.
Das 3R-Konzept verlagert die Modernisierung von Dichtungen von der reaktiven Instandhaltung hin zur strategischen Planung. Durch die Abstimmung der Modernisierungsmaßnahmen auf die Zeitfenster für die Repower-Maßnahmen und den Umbau minimieren die Betreiber die zusätzlichen Kosten, maximieren die Kapitalrendite und schützen ihre Kapitalinvestitionen in umgebaute Wellen und modernisierte Turbinen.
Der richtige Zeitpunkt ist entscheidend für die Wirtschaftlichkeit. Integrieren Sie die Entscheidung über den Austausch der Dichtungen in Ihre bestehenden Wartungszyklen, und der ROI wird deutlich.
Sollten Sie für das Jahr 2026 einen Antriebsaustausch oder eine Generalüberholung planen, sollte die Entscheidung bezüglich der Dichtungen Teil Ihres Projektumfangs sein. Denn jene Betreiber, die Dichtungsausfällen vorbeugen, anstatt erst darauf zu reagieren, sind es, die ihre Betriebs- und Wartungskosten Jahr für Jahr senken.
