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Fallstudien


Im @RISK-Modell können große Datenmengen gehandhabt und leicht verständlich dargestellt werden, wodurch mühelos das mit einem Projekt verbundene Risiko quantifiziert werden kann. Entwickler von Windparkanlagen und deren evtl. Investoren können auf diese Weise informierte Entscheidungen darüber treffen, ob ein bestimmter Offshore-Betrieb eine gute Investitionsrendite bietet oder nicht.
Luc Rademakers,
Seniormanager für
Windenergieentwicklung bei ECN
ECN verwendet @RISK, um die wirtschaftliche Realisierbarkeit von Offshore-Windparkanlagen zu ermitteln

Die Risikoanalysen-Software @RISK von Palisade wird von der Energieforschungsorganisation ECN verwendet, um herauszufinden, ob Offshore-Windparkanlagen finanziell tragbar sind, und zwar sowohl betrieblich als auch verwaltungstechnisch gesehen. Besonders die Turbinen in Offshore-Anlagen sind heftigerem Unwetter ausgesetzt als entsprechende Onshore-Turbinen. Außerdem macht auch der Offshore-Standort die Reparatur und Wartung zeitraubender und kostspieliger. Vor dem Fortschreiten mit einem Projekt möchten die Betreiber der Anlage über die Kostenauswirkungen der langen Stillstandszeiten informiert werden, die derzeit in der Branche unvermeidbar sind.

Hintergrund
ECN ist eine unabhängige Forschungsorganisation in Holland und liefert tiefgehende Informationen sowie hochentwickelte Technologie, um zu einem nachhaltigen Energiemanagement überwechseln zu können. Der Fokus liegt dabei auf Energieeinsparung, nachhaltiger Energie und effizienter sowie sauberer Verwendung von Fossilbrennstoff, wodurch die Organisation auf Solarenergie-, Windenergie- und Biomasseprojekte ausgerichtet ist.

ECN ist eines der wenigen Institute, die sich mit Forschung und Entwicklung (R&D) auf dem Gebiete Offshore-Betrieb und -Wartung (O&M) beschäftigen. Daher begann ECN im Jahre 2003/2004 das ECN O&M Tool für Offshore-Windturbinen zu entwickeln. Offshore-Windparkanlagen waren damals nur selten vorhanden, wodurch die Kostenentwicklung noch recht ungewiss war. Als solche Windparkanlagen dann aber allmählich zu einer Notwendigkeit wurden, erhöhten sich die Bemühungen, diese finanziell tragbar zu machen.

Finanzielles Risiko langer Stillstandszeiten
Potenzielle Betreiber von Offshore-Windparkanlagen waren bestrebt, herauszufinden, ob diese Anlagen finanziell tragbar sein würden. Ein wichtiges Problem für den Offshore-Betreiber waren die widrigen Wetterbedingungen, wie z. B. hohe Windgeschwindigkeiten und das erhöhte Risiko, vom Blitz getroffen zu werden. Dadurch ergaben sich finanzielle Auswirkungen, was Reparatur und Stillstandszeiten anbetraf, die in die Berechnungen mit einbezogen werden mussten.

Wenn z. B. eine Onshore-Turbine ausfällt, ist sie wahrscheinlich nur für ein oder zwei Tage nicht verfügbar, da der Standort verhältnismäßig leicht zu erreichen und die Turbine daher relativ schnell zu inspizieren und zu reparieren ist, selbst dann, wenn ein Kran hinzugezogen werden muss. Eine ausgefallene Offshore-Turbine erfordert dagegen eine Überprüfung durch eine Crew auf dafür vorgesehenen Schiffen oder Booten. Wegen der hohen Kosten sind nur sehr wenige Kranschiffe in Betrieb. Wenn daher solch ein Schiff für die Reparatur erforderlich ist, kann es unter Umständen sechs Monate dauern, bis eines verfügbar ist. Zusätzlich zu ausgefallenen Geschäftsgelegenheiten während der Stillstands- oder Ausfallzeit können dem Betreiber der Windparkanlage möglicherweise 150.000 Euro für das Schiff und vielleicht ein ähnlicher Betrag für die Tagesraten berechnet werden.

Weitere Verzögerungen – die sich auf die Kosten auswirken – können auftreten, wenn die See zu stürmisch ist und die Inspektions-Crew nicht zur ausgefallenen Turbine gelangen kann. Gutes Wetter ist ebenfalls erforderlich, um die Turbine reparieren zu können, da die neue Turbinenkomponente durch stürmische Winde beschädigt werden könnte.

Festlegung der Kostenunbestimmtheit mittels @RISK
Praktisch gleich seit Beginn der ersten Windparkanlagen sind wichtige Schritte vorgenommen worden, durch die alternative Betriebsarten entwickelt worden sind. Die Bewertung eines Turbinenschadens kann z. B. besser vom Hubschrauber als vom Schiff aus vorgenommen werden, in welchem Fall der Betreiber der Windparkanlage evtl. Verträge mit Hubschrauberfirmen abschließen muss.

ECN fordert seine Kunden auf, WENN-Szenarien auszuarbeiten, um die kosteneffektivste Methode für die Wartung ihrer Windparkanlagen festzulegen. Sobald das die beste Option ausgewählt ist, werden durch ECN wahrscheinlichkeitstheoretische Analysen mittels @RISK-Modell ausgeführt, um die Kostenunbestimmtheiten für diese Methode festzulegen.

Modell ausgeführt, um die Kostenunbestimmtheiten für diese Methode festzulegen.

Durch @RISK werden Unbestimmtheiten in Bezug auf Stillstandszeit und O&M-Kosten festgelegt
Einer der wichtigen Parameter (die in das @RISK-Modell eingegeben werden) ist die Ausfallshäufigkeit der Turbine, und zwar basierend auf der Zuverlässigkeit der Komponenten. In den meisten Fällen zieht der Betreiber der Windparkanlage 15 – 20 Turbinenkomponenten in Betracht, und zwar jede mit einer unterschiedlichen Ausfallhäufigkeit und Reparaturstrategie. Bei einigen Gelegenheiten arbeitet das O&M Tool aber auch mit bis zu 40 Komponenten.

Zum Bestimmen der Ausfallhäufigkeit von Komponenten werden gewöhnlich die Felddaten verwendet. Da die Branche jedoch noch im Aufbau begriffen ist, sind meistens nicht sehr viele Verlaufsdaten verfügbar. Aber selbst wenn solche Daten verfügbar sind, unterliegen die im Kostenmodellierungs-Tool verwendeten Ausfallraten gewissen Unbestimmtheiten. Bei solchen Unbestimmtheiten handelt es sich z. B. um die Preise für Kran- und andere Schiffe (die von Saison zu Saison oder sogar von Tag zu Tag unterschiedlich sein können), die Kosten für Ersatzteile und um den Strompreis sowie auch um die Lieferzeiten für Ersatzteile und Schiffe.

@RISK ermöglicht informierte Entscheidungsfindung
Durch Eingeben der Eingabedaten in das @RISK-Modell erhalten Sie die kumulierten Dichtefunktionen (CDF). Diese Verteilung bestimmt die Unbestimmtheit, die mit der Ausfallzeit und den Wartungskosten einer Offshore-Windparkanlage verbunden ist. Mithilfe dieser Verteilung kann ein Projektentwickler eine informierte Entscheidung treffen, und zwar ersten, ob mit dem Projekt überhaupt begonnen werden soll, und wenn ja, dann auf welche (beste) Weise. Durch Messung der Unbestimmtheit wird das Projekt auch durchführbarer, was die Finanzierung anbelangt, da Banken nicht gern mit Risiken arbeiten, besonders wenn diese nicht einmal genau bekannt sind.

Ein anderes Ergebnis aus dem @RISK-Modell ist das Tornado-Diagramm, aus dem hervorgeht, welche Eingabe die größte Auswirkung auf die Ausgabe hat. Daraus könnte z. B. hervorgehen, dass die Mobilmachung von großen Schiffen zum Zwecke der Reparatur und Wartung der wichtigste Faktor in Bezug auf Kostenunbestimmtheit ist. Sobald dieser Faktor bekannt ist, kann der Betreiber der Windparkanlage einen Kontrakt mit dem Schiffsunternehmen oder der Reederei aushandeln und vielleicht eine höhere fortlaufende feste Gebühr anstelle von Ad-hoc-Gebühren zahlen, was wahrscheinlich auf die Dauer kostspieliger ist.

Das @RISK-Modell ist auch nützlich, um festzustellen, welche Auswirkung der Arbeitsaufwand, d. h. die Lohnkosten, auf ein Projekt haben. Dies ist eine Frage, die oft heftig diskutiert wird. Mithilfe von @RISK hat ECN jedoch gezeigt, dass im Gegensatz zur allgemeinen Annahme die Lohnkosten keine große Auswirkung auf die Gesamtreparaturkosten haben. Durch @RISK kann somit neu definiert werden, was anfänglich als sehr kostspielig betrachtet werden sollte.

@RISK verbessert die Komponentenverwaltung
@RISK gibt den Betreibern von Windparkanlagen außerdem ein Tool, mit dem sie Komponenten mit höheren Ausfallraten besser verwalten können, da solche Komponenten eine erhebliche Auswirkung auf die Rentabilität der Windparkanlage haben können. Ein Entwickler kann besondere Berechnungen aus dem @RISK-Modell bezüglich Ausfalleffekt dazu verwenden, eine bessere Garantie vom Hersteller solcher Komponenten zu erhalten.

@RISK ermöglicht unkomplizierte Berechnungen bezüglich Kapitalrendite
„Risiko und Unbestimmtheit sind feste Bestandteile eines jeden Geschäftsprojekts, aber sie sind von erhöhter Bedeutung in „neuen“ Industrien oder Branchen, wie z. B. in der alternativen Energieerzeugung“, erklärt Luc Rademakers, der Seniormanager für Windenergieentwicklung bei ECN. „Im @RISK-Modell können jedoch große Datenmengen gehandhabt und leicht verständlich dargestellt werden, wodurch mühelos das mit einem Projekt verbundene Risiko quantifiziert werden kann. Entwickler von Windparkanlagen und deren evtl. Investoren können auf diese Weise informierte Entscheidungen darüber treffen, ob ein bestimmter Offshore-Betrieb eine gute Investitionsrendite ergibt oder nicht.”



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