Digitale Zwillinge von Windenergieanlagen: Sicht eines Windparkbetreibers

Bisher gibt es keine einheitliche Definition des Begriffs Digitaler Zwilling. Allgemein wird unter einem Digitalen Zwilling die virtuelle Abbildung eines physikalischen Objekts verstanden, die dessen Eigenschaften und Verhalten zu jeder Zeit widerspiegelt. Ein Kernaspekt ist die Datenvernetzung von Asset und Digitalem Zwilling für dessen kontinuierliche Aktualisierung. Durch eine konsequente Nutzung von Digitalen Zwillingen über die gesamte Wertschöpfungskette kann das Asset-Portfolio technisch und wirtschaftlich optimiert werden. Dieser Bericht gibt einen Einblick in das Thema Digitale Zwillinge von Windkraftanlagen aus der Perspektive eines Anlagenbetreibers. Zunächst wird der Begriff Digitaler Zwilling im Kontext des Lebenszyklusmanagements von Windenergieanlagen definiert. Daran anschließend erfolgt eine Analyse der an einer modernen Windenergieanlage auflaufenden Datenmenge und -zusammensetzung. Ein besonderer Schwerpunkt liegt dabei auf den Herausforderungen und Chancen zur Nutzung dieser Datenquellen für Digitale Zwillinge. Als Beispiel wird der Aufbau eines datenbasierten Digitalen Zwillings zur Last- und Lebensdauerüberwachung einer Onshore-Windkraftanlage vorgestellt. Der Digitale Zwilling bildet dabei ein zentrales Werkzeug zur Abschätzung der Restlebensdauer des Anlagenturms.

Digital twins of wind turbines: perspectives from an operator
No uniform definition of the term digital twin exists so far. In general, the term digital twin is understood as the virtual representation of a physical object that reflects its properties and behavior at all times. A core aspect is the data network between the asset and digital twin for its continuous updating. Consistent use of digital twins across the entire value chain can optimize the asset portfolio technically and economically. This report provides an insight into the topic of digital twins of wind turbines from the perspective of a wind farm operator. First, the term digital twin is defined in the context of lifecycle management. This definition is followed by analysing the amount and structure of data accumulated from modern wind turbines. Emphasis is placed on challenges and opportunities for using these data sources for digital twins. As an example, a data-based digital twin of an onshore wind turbine with the purpose of load and lifetime monitoring is presented. The digital twin is a central tool for estimating the remaining useful lifetime of the wind turbine tower.