Das Kraftwerk im Computer

Die Situation am Strommarkt hat gravierende Auswirkungen auf die Anlagenbauer und ihre Planungen. Denn in diesem neuen Marktumfeld sind Life-cycle-Kosten eines Kraftwerks die Messlatte für eine kosteneffektive Stromerzeugung. Diese Kosten lassen sich grundsätzlich in drei Blöcke aufteilen: Kapitalkosten, Brennstoffkosten und Betriebskosten. „Sie alle müssen bereits in der ersten Phase bei der Planung eines Kraftwerks berücksichtigt werden“, erklärt Helmut Volkmann, Marketingexperte von Siemens/KWU in Erlangen.
Die wichtigsten Faktoren bei den Kunden sind kurze Liefer- und Errichtungszeiten. Dazu zählt aber auch die Risikominimierung durch schlüsselfertige Anlagenerrichtung, denn dadurch lässt sich die Rentabilität eines Projektes erheblich steigern. Mit modernster Datenverarbeitungstechnik können die Kraftwerksplaner schon heute sämtliche Kundenwünsche in der Konzeptionsphase berücksichtigen. Der Vorteil: Die Investitionskosten lassen sich so spürbar für den Investor senken.
Die Auslegung der gesamten Anlage im voraus quasi als virtuelles Projekt am Computer lässt zudem viele Probleme, die in der späteren Bauphase auftauchen könnten, erst gar nicht entstehen. Vorgeplante Anlagen können von allen Beteiligten und den Genehmigungsbehörden sehr früh beurteilt werden. Mit neuen elektronischen Datenverarbeitungstrukturen haben deutsche Anlagenbauer wie Siemens auf die Veränderungen des liberalisierten Strommarktes reagiert. Standardisierungsbemühungen zur Kostenersparnis allein reichen nicht mehr aus, sie müssen in aller Regel heute mit den spezifischen Kundenwünschen vereinbar sein.
Mit einer Palette von Basiskraftwerken wird ein hoher Grad der Marktabdeckung erzielt. Diese Grundkonzepte lassen sich durch Optionen und Varianten ergänzen und können in Form von Modulen erweitert werden. „Solche Anlagenbausteine sind auf die verschiedensten Kraftwerkskonfigurationen übertragbar“, weiß Planer Volkmann. Nur mit ausgefeilten Hard- und Softwaremöglichkeiten ist das virtuelle Kraftwerk innerhalb kürzester Zeit komplett umbaubar und kann als vorgeplantes Anlagenkonzept den unterschiedlichsten Anforderungen angepasst werden.
Klar ist aber auch, dass diese Produktstrategie der modularisierten Basiskraftwerke mit Optionen und zusätzlichen Varianten nur durch modernste Datenverarbeitung möglich ist. Neue Kraftwerke lassen sich durch Computeranimation mit Blick auf Leistung und Funktion schon lange vor dem ersten Spatenstich quasi naturgetreu am PC abbilden. Dazu ist nur erforderlich, dass alle technischen Daten sowie die Dokumentation der Mengengerüste und der Kostenbestandteile in einer gemeinsamen Datenbank zusammengeführt werden. Der Clou liegt im Detail und wirkt für manchen Kraftwerksplaner vielleicht schon ein wenig zu verspielt. Das am Computer als buntes 3D-Modell erkennbare virtuelle Basiskraftwerk kann noch in der Phase der Projektakquisition durch neue Informationen ganz spezifisch auf die Wünsche des Kunden zugeschnitten werden. Außerdem kann durch die multimediagestützte Darstellung ein Anlagenrundgang für den Kunden simuliert werden. So ist eine wirklichkeitsnahe Detailtiefe aus der Sicht des Käufers schon lange vor der Vertragsunterzeichnung möglich.
Der Vorteil: Ein 3D-Modell gibt dem Kunden schon in der Angebotsphase einen anschaulichen Eindruck seiner Anlage und ermöglicht schnell gewünschte Modifizierungen. Insgesamt ist die Projektierung individueller Anlagen heute durch virtuelle Arbeits- und Planungsmöglichkeiten wesentlich verkürzt worden.
Das Kraftwerk auf dem PC-Bildschirm ist durch den Aufbau weltweiter Kommunikationsnetze auch an nahezu jeden beliebigen Ort auf diesem Globus elektronisch transportierbar. Weiterer Vorteil, auf den die Techniker schwören: Im Rahmen eines Global Engineering wird so auch eine intensive Kommunikation mit den Baustellen möglich. „Detail-Diskussionen werden durch Integration von digitalen Fotos oder Videos in die 3D-Anlagen-Modelle möglich“, sagt Siemens-Planer Volkmann.
Aber auch die Gesamtverfügbarkeit des in Betrieb genommenen Kraftwerks lässt sich mit Hilfe der 3D-Animationen verbessern. Aufgaben wie die Optimierung der Thermodynamik, Schwingungsanalyse, Hochfrequenzanalyse oder die Erfassung von Wasserstoffleckagen sowie das umfangreiche Monitoring der Gasturbinen werden durch elektronische Betriebs- und Wartungsunterstützung verbessert.
Und genau das rechnet sich für den Kunden, der auf liberalisierten Strommärkten einerseits zwar noch immer individuelle Anlagenlösungen fordert, die sich aber durch eine hohe Verfügbarkeit und Zuverlässigkeit auszeichnen. Mit Hilfe der virtuellen Kraftwerksplanung lassen sich Brennstoffeinsätze optimieren und selbst die Revisionskosten durch eine Verlängerung der Revisionsintervalle senken. Unterm Strich wird durch die Verwendung von 3D-Modellen die Gesamtverfügbarkeit des Kraftwerks verbessert. MICHAEL FRANKEN
Die Projektierung von Kraftwerken lässt sich durch virtuelle Arbeits- und Planungsmöglichkeiten deutlich verkürzen.